セルフチューニングPID制御の基礎と実装のポイント <オンラインセミナー>

~ ディジタルPID制御の実用的修正、評価関数、パラメータ推定に基づくセルフチューニング、制御システムにおける実時間信号処理 ~

・セルフチューニング技術を備えたPID制御技術を修得し、高効率で高性能な制御設計に応用するための講座
・セルフチューニング制御技術の実装のポイントを修得し、PID制御系の無調整化や高速化、制御性能のリアルタイムでの維持に応用しよう!

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講師の言葉

 昨今は機械学習やディープラーニングに代表される人工知能技術に注目が集まっていますが、その学習機能の基礎は実時間データに基づく制御対象の同定や最適化を組み合わせた制御系のセルフチューニング技術と共通です。これらの技術を用いると、PID制御系を無調整化、高性能化したり、さらに制御系動作中の性能をリアルタイムで維持できる可能性が高まります。
 セルフチューニング機能を備えたPID制御系は、通常のPID制御系と比較すると構成が複雑で、実装への敷居が高いと感じる方もありますが、従来のPID制御系と異なる部分は制御対象の特性推定部分を含め、2、3の機能ブロックに集約することが可能です。
 本講座では、まず、ディジタルPID制御手法の基礎アルゴリズムといくつかの拡張アルゴリズムを紹介し、その実用的修正、運用に関する手法を確認します。つぎに、セルフチューニング技術の基礎的考え方から、種類、理論と実装の間にある問題や実装について解説し、セルフチューニングPID制御系の設計法へと、技術の全体像を紹介します。
 さらに、適用対象の見極め方、性能発揮のポイントとなる制御系パラメータの調整アルゴリズムの種類やその特性についても解説します。
 最後に、セルフチューニングPID制御系の実システムへの適用に先だって行うシミュレーション結果の例や公開ライブラリの活用を紹介し、さらに周辺技術としてのオートチューニング技術やAI技術、データ駆動制御技術、並列計算技術などとの関連もお話します。
 特に、今回の講座ではセルフチューニング制御の各種法のデモンストレーションを含め、その有効性を体感して頂きながら理解を深めていただくようにします。

セミナー詳細

開催日時
  • 2026年04月03日(金) 10:00 ~ 17:00
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナー電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・自動車、各種機械、プラント生産システムなど、計測・制御系(プロセス制御系、メカトロニクス制御系など)の開発に携わっている技術者の方
・セルフチューニング技術をPID制御系に適用・実装するための具体的なポイントや勘所を知りたい方
予備知識 ・制御工学の基礎知識をもち、ディジタル制御やニューラルネットワーク・遺伝アルゴリズム等についての学習・設計経験があると理解が進みます
修得知識 ・ディジタルPID制御系に関する基本的な技術
・セルフチューニングの代表的手法の構成とその特性
・PID制御系をセルフチューニング化する具体的手法と実装
プログラム

1.ディジタルPID制御
  (1).標準型PID制御
  (2).Dahlin PID制御
  (3).Banyasz&Keviczky PID制御
  (4).極配置に基づくディジタルPID制御
  (5).修正ジーグラー・ニコルス法に基づくディジタルPID制御

2.ディジタルPID制御の実用的修正
  (1).微分要素のフィルタリング
  (2).制御出力急変の抑制
  (3).非線形要素の導入

3.PID制御装置の運用
  (1).初期条件とバンプレス接続
  (2).積分項の制限と制御装置のワインドアップ
  (3).計算精度の影響
  (4).被制御変数のフィルタリング
  (5).製品化されたPID制御装置

4.セルフチューニング技術の種類と特徴
  (1).セルフチューニング技術の位置づけ
    a.ゲインスケジューリング制御手法(事前特性評価に基づく自動調整)
    b.モデル規範形適応制御手法(理想システムを目指す自動調整)
    c.セルフチューニング制御手法(種々の目的に合った自動調整)
  (2).セルフチューニング技術の種類と特徴
    a.評価関数に基づくセルフチューニング(目標性能を直接実現)
    b.パラメータ推定に基づくセルフチューニング(対象特性の明確化による性能向上)

5.セルフチューニング技術の基礎
  (1).雑音を理論的に考慮した制御方式と組み合わせたセルフチューニング
    a.最小分散制御方式とその効果と性能限界
    b.対象パラメータを推定するセルフチューニング
    c.コントローラパラメータを直接調整するセルフチューニング
  (2).一般化最小分散制御方式と組み合わせたセルフチューニング
  (3).PID制御手法と組み合わせたセルフチューニング
  (4).セルフチューニング化に用いられる調整アルゴリズムの種類と特徴
    a.逐次最小2乗法を基礎とする調整アルゴリズム
    b.遺伝的アルゴリズムを用いた調整アルゴリズム
    c.ニューラルネットワークを用いた調整アルゴリズム

6.セルフチューニング技術の実際
  (1).最小分散セルフチューニング技術による偶然誤差の抑制
    a.制御対象の特性と適用可能性
    b.推定アルゴリズムの設定と性能
  (2).PID制御のセルフチューニング化による特性変動への対処
    a.制御対象の特性とモデル化
    b.セルフチューニング技術と組み合わせるPID制御アルゴリズム
    c.モデルとセルフチューニングアルゴリズムの組合せによる実現
  (3).制御手法・チューニング手法の組み合わせと性能

7.セルフチューニング技術の理論と実装の間
  (1).モデルの選定
  (2).実用的セルフチューニング制御系の構造
    a.チューニングアルゴリズムと数値問題
    b.不適切データの処理
    c.時間管理
  (3).詳細モデルを用いたシミュレーション評価
  (4).制御システムにおける実時間信号処理
  (5).応用例における実環境への対処例
    a.過去に製品化されたセルフチューニング制御装置の例
    b.応用のガイドライン

8.セルフチューニング手法の実装
  (1).セルフチューニング機能のプログラミング(ツールの活用と限界)
  (2).セルフチューニング機能のマイコン・DSP・GPUへの実装

9.セルフチューニングPID制御の性能
  (1).4次系に対するシミュレーション例
  (2).3次非最小位相系に対するシミュレーション例

10.セルフチューニング技術と最新の周辺技術
  (1).セルフチューニング技術とオートチューニング技術
  (2).セルフチューニング技術とディープラーニング(AI)技術
  (3).セルフチューニング制御とデータ駆動制御

11.セルフチューニング技術の展開
  (1).進化計算に基づくセルフチューニング制御
  (2).データ駆動形セルフチューニング制御
  (3).並列計算を用いるセルフチューニング制御

12.まとめ

キーワード ディジタルPID制御 極配置 フィルタリング バンプレス接続 ワインドアップ セルフチューニング技術 ゲインスケジューリング制御手法 モデル規範形適応制御手法 セルフチューニング制御手法 パラメータ推定 逐次最小2乗法 遺伝的アルゴリズム ニューラルネットワーク 偶然誤差 特性変動  実時間信号処理 進化計算 並列計算
タグ 機械自動車・輸送機制御
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
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