PIDコントローラーをトレーニングする最良の方法は何ですか？

これは非ゲーム開発の境界線ですが、PIDはゲームで一般的に使用されるので、試してみようと思いました。

私のゲームには、ステアリングやスロットルコントロールなどに使用されるPIDコントローラーがいくつかあります。正確に調整できません。私が最適なソリューションに近づいているように感じることは決してありません。そして、取り除くことができない奇妙な振動またはスパイクでそれらを「十分に」そのままにしておくのは非常に魅力的です。

欲求不満でこの投稿に私を駆り立てた1つのコントローラーは、非常に小さなエラー入力に対して小さな振動を生成します。入力が大きい場合は問題ありませんが、安定性はそれほど高くありません。

これらのことをより確実にトレーニングする方法についてのヒントやリソースはありますか？

実際には、PIDコントローラーに関するEuan ForresterによるAI Game Programming Wisdom 2にまともな記事があります。

さまざまな係数の調整について彼が言ったことを繰り返します。

1. 比例係数（P）から開始 -これは、コントローラーの動作に最も大きな影響を与えます。他の2つの係数を0に設定し、大まかな望ましい効果が得られるまでPを調整します。
2. 一度に1つの係数のみを変化させる-1つの係数について適切な感触を得て、他の2つの係数を一定に保ちながら、係数がほぼ機能することを確認します。
3. 係数をリアルタイムで調整 -利点は少し明白です。値を変更するたびにすべてを再コンパイルする必要はありません。これは一般的なコーディングの意味です。
4. （オプション）インスタント再生機能を配置します -これは、PID値で実際に奇妙なことが起こった場合に役立つので、その時点までの手順を再生できます。

彼は多くのオンラインリソースも提供しています（そのうちのいくつかはデッドリンクなので、まだ利用可能なリソースのみを投稿します）。

視覚ループ調整

PID温度コントローラーの調整

それが役に立てば幸い

〜レイ

最近の#AltDevBlogADayの記事はPIDコントローラーについて非常にうまく説明しており、作成者のサイトにあるWebGLの例は変数を微調整するのに役立ちます。

手始めに、ウィキペディアには実際にチューニングを開始する方法に関する優れた記事があります。詳細がなければ、応答で詳細に入るのは困難です。

単純な「試行錯誤」方法を使用してPIDを調整しないでください！パラメータは互いに依存しているため、良い結果が得られることはありません。FOPDT（1次とむだ時間）モデルをIMCの数式と共に使用して、テストデータからKp、Ki、Kdを計算します。

制御信号のステップテストを行い（コントローラーのない「プラント」に直接）、制御信号に関連するため、制御しようとしているプロセス変数を記録します。次に、データを見て、プロセスゲイン、デッドタイム、プロセス時間を書き留めます。（詳細はこちらとこちら）。

通常は、ControlGuruサイト全体を読んでください。これは非常に優れたリソースです。FOPDTモデルを使用して、試行錯誤することなく、適切なPID値を即座に取得できました。それは素晴らしい働きをして、最適なコントローラーを作り出します。次に、Kp、Ti、およびTdからKp、Ki、およびKdを計算するときに、すでに適切に調整されたコントローラーに収束の速さを伝えるための適切な方法である「積極性」の値を指定するオプションもあります。

また、エラーの微分ではなく、PVの微分を使用する必要があります。ほとんどの場合、エラーで微分を行う意味はありません。これを行うには、Kdの前に負の符号を使用し、次の式を使用します。

これにより、設定値を変更したときに「派生キック」と呼ばれる効果が回避されます。詳細はこちら。

手動でチューニングすることはもうありません。FOPDTモデルは、PIDループを非常に素早く調整するための最も単純な方法だと思います。また、自己調整（自己安定化）プロセスと統合プロセス（安定化しない-力が加えられた後のオブジェクトの位置など）を区別する必要もあります。チューニング方法は少し異なりますが、こちらのcontrolguruサイトでも説明されています。