積分制御は定常状態誤差を排除します。時間経過に伴う誤差を合計し、誤差がなくなるまで補正値を加算していきます。ロボットアームが目標位置よりわずかに下で停止した場合、積分制御は正確な位置に到達するまで押し続けます。

比例制御だけでは、しばしばわずかなオフセットが生じます。コントローラの出力は誤差に比例するため、小さな誤差に対して小さな補正しか得られません。摩擦や重力によって一定のトルクが必要な場合、システムは比例項がちょうど十分な出力を提供する点で安定します。この点は設定値とは異なります。積分制御は、誤差を累積し、誤差がゼロになるまで出力を増加させることでこの問題を解決します。

積分制御特性

• 定常状態誤差を排除します。
• 位相遅れが生じ、振動を引き起こす可能性がある。
• ワインドアップは、アクチュエータが飽和状態になったときに発生します。
• アンチワインドアップは積分項を制限する。
• リセット時間によって動作速度が決まります。

欠点は、オーバーシュートと不安定性です。積分項は誤差の符号が変わっても補正を加え続けるため、システムが目標値を超えてしまいます。エンジニアは、アクチュエータが追いつかない場合に積分項をクランプするためにアンチワインドアップを追加します。また、積分ゲインも慎重に調整します。ゲインが高すぎるとシステムが振動し、低すぎると誤差の除去に非常に時間がかかります。PIDコントローラでは、積分動作は忍耐強い動作です。待機し、蓄積し、最終的に正確に動作を完了します。