Derivatstyrning reagerar på felets förändringstakt. Om felet krymper snabbt minskar derivativ verkan styrningens uteffekt. Om felet växer ökar den uteffekten. Det är en prediktiv term. Den förutser vart felet är på väg och bromsar eller gasar därefter.

I en PID-regulator är derivativa verkan D. Den adderar dämpning. Utan den oscillerar ett system med hög proportionell förstärkning. Med den stabiliseras systemet snabbare och översvänger mindre. Derivatutermen beräknas från felkurvans lutning över tid.

Varför derivatkontroll hjälper

• Minskar översvängning i positionskontrollen.
• Dämpar oscillationer.
• Förbättrar stabiliteten i snabba system.
• Svarar innan felet blir stort.
• Behöver rena sensordata för att fungera bra.

Derivatstyrning har en svaghet: brus. Att differentiera en brusig signal förstärker bruset. En skakig sensoravläsning ser ut som ett snabbt föränderligt fel, och regulatorn överreagerar. Ingenjörer filtrerar derivattermen eller använder ett lågpassfilter på sensorn. Vissa system utelämnar derivatstyrning helt och förlitar sig på proportionell och integrerad verkan. Men för system som behöver snabb och exakt respons, som drönarflygkontroller eller robotarmsleder, är derivatstyrning svår att slå. Det är skillnaden mellan ett system som vinglar till stopp och ett som glider på plats.