制御工学の基礎
積分ワインドアップの説明として正しいものはどれか。
- A微分項が雑音を増幅して、操作量が細かく振動し続ける現象で、微分にローパスフィルタを入れると防げる
- B積分の計算でサンプリング周期を長くしすぎたために、定常偏差が残り続ける現象
- C操作量が上限に張り付いている間も積分項が偏差を積み重ね続けるため、偏差の符号が変わってもしばらく操作量が下がらず、大きなオーバーシュートが起こる現象
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正解：C. 操作量が上限に張り付いている間も積分項が偏差を積み重ね続けるため、偏差の符号が変わってもしばらく操作量が下がらず、大きなオーバーシュートが起こる現象
モータの電圧やバルブの開度のように、操作量には上限と下限があります。大きな偏差が続いて操作量が上限で飽和すると、操作量はそれ以上増えないのに、積分項は偏差を積み重ね続けて大きな値になります。制御量が目標値を超えて偏差の符号が変わっても、ためこんだ積分の値が減るまで操作量は上限に張り付いたままなので、大きなオーバーシュートと長い振動が起こります。対策として、飽和している間は積分を止めたり、積分の値を制限したりするアンチワインドアップが使われます。
- A. これは、微分項による雑音の増幅の説明です。
- B. サンプリング周期の長さとは関係がありません。周期を正しく掛ければ、積分の働きは保たれます。
- C. 正しい。アクチュエータの飽和と積分の組み合わせで起こります。