Up PI 制御 作成: 2026-09-14
更新: 2026-09-18

4足歩行ロボット自律型コンピュータハードウェアモータPI 制御ループ

    PI制御 : Proportional Integral Control

  • P成分・I成分
    例えば,モータを1000rpmで回したいのに,実際には950rpmで回っているとする。
    このとき偏差(差分)は50rpm。
    P成分は,この50rpmのズレに比例して出力を増やす。
    しかし,負荷や摩擦があると,P成分だけでは最終的に目標値にぴったり一致しない場合がある。
    そこでI成分が働く。
    I成分は「50rpm足りない状態が続いている」という情報を積み上げ,出力を少しずつ増やしていく。
    その結果,P制御だけでは残りやすい定常偏差を小さくできる。


  • PI制御器
    モータのトルクは,一般的に電流と強く関係する。
    そのため,トルクを狙い通りに出すには,電流を適切に制御する必要がある。
    電流制御ループでは,つぎの構成がよく使われる:
      電流指令値と電流検出値の偏差を,PI制御器に入力
      その結果から電圧指令やPWMに関係する値を生成
    電流制御のPI出力が何を意味するか──電圧指令なのか,PWM指令なのか,中間変数なのか──を確認すること。


  • PI制御のゲイン調整
    連続時間で表す PI 制御の基本式は,つぎのようになる:
      u(t) = K_p × e(t) + K_i × ∫e(t)dt
        u(t):操作量
        e(t):偏差 (目標値と実測値の差)
        K_p:比例ゲイン
        K_i:積分ゲイン

    K_p を上げると,応答は速くなるが振動しやすい
    K_i を上げると,定常偏差は減るが積分が暴れやすい