制御・ロボット

PID・サーボシミュレーター

制御・ロボットの中でもPID・サーボに絞って、関連する計算条件、式、設計判断を比較できるシミュレーター集です。

6 本のシミュレーター

隣接カテゴリ

電磁気・回路 振動・動力学 AI・計算機科学 機械要素

ツール一覧

アンチワインドアップ PI 制御シミュレーター
Anti-Windup PI Controller Simulator
PID・サーボ
アンチワインドアップ PI 制御シミュレーターは、入力飽和を伴う 1 次プロセスに対する標準 PI・アンチワインドアップ付き PI・理想 PI の応答を比較。大きい目標値変化でのオーバーシュートと整定時間の差を可視化します。
アンチワインドアップPI 制御積分ワインドアップ飽和
カスケード制御シミュレーター
Cascade Control
PID・サーボ
カスケード制御シミュレーターで、内側ループと外側ループを組み合わせた2重PID制御のステップ応答を可視化。単一ループ制御との応答の違いを体感的に比較し、カスケード制御の優位性と設計のポイントを理解できます。
カスケード制御フィードフォワードPID内側ループ
デジタル PID の離散化方式比較シミュレーター
Digital PID Discretization Simulator
PID・サーボ
デジタル PID の離散化方式比較シミュレーターは、主要条件の変化に対する整定時間・オーバーシュート・安定余裕を数値結果とグラフで追跡します。モデルの反応、余裕、感度を同じ画面で読み取れるため、詳細設計前の比較検討に使いやすい構成です。
PIDコントローラーシミュレーター
PID Controller Simulator — Step Response Tuning
PID・サーボ
Kp・積分時間Ti・微分時間Tdをスライダーで操作し、閉ループステップ応答をリアルタイム表示。オーバーシュート・整定時間・IAEを即時計算して最適PIDゲインを直感的に学ぼう。
PID制御ステップ応答チューニング制御工学
PID調整法比較ツール
PID Tuning Method Comparison (Z-N / IMC / SIMC)
PID・サーボ
ZN・Cohen-Coon・IMC・SIMCの4手法でPIDゲインを自動計算。FOPDT（一次むだ時間）モデルのステップ応答・ISE/IAE/ITAE・ゲイン余裕・位相余裕を同時比較。プロセス制御設計に最適。
PIDチューニングZiegler-NicholsCohen-CoonIMC
サーボ機構計算機
Servo Mechanism
PID・サーボ
帯域幅・位相余裕・ゲイン余裕・ボード線図・整定時間・定常偏差・PIDチューニングパラメータをリアルタイム計算。
サーボPID位相余裕ゲイン余裕

使い方ガイド

  1. PIDゲイン(Kp、Ki、Kd)の初期値を設定し、目標値と現在値の偏差を入力します
  2. サーボモーター仕様(慣性モーメント、粘性摩擦係数、トルク定数)をロボットアーム等の機体パラメータから入力します
  3. シミュレーション実行後、応答波形の立上り時間・オーバーシュート・定常偏差を確認し、ゲイン調整します
  4. 複数のゲイン組み合わせを比較評価し、最適な制御パラメータを決定します

具体的な計算例

6軸ロボットアームの関節制御を想定:サーボモーター定格トルク5Nm、慣性モーメント0.008kg・m²、粘性摩擦0.02Nm・s/rad。初期PIDゲインKp=50、Ki=10、Kd=2設定時、30度(0.524rad)の目標値入力に対し、応答時間約120ms、オーバーシュート8%、定常偏差0.5度以下を達成。Kpを60に上げるとオーバーシュート15%に増加、Kdを3に調整すると収束時間140msで安定化します。

実務での注意点