Пропорційно-Інтегрально-Диференціальний метод [ред]
Коли орієнтація Мультикоптер змінюється уздовж будь-яких осей pitch / roll / yaw (тангажу-крен-нишпорення), гіроскопи показують кутове відхилення Мультикоптер від початкової позиції.
Контролер Мультикоптер зберігає інформацію про початковому положенні і за допомогою програмного ПІД-регулятора управляє моторами для того, щоб повернути мультикоптер в це вихідне положення. Цього домагаються, використовуючи інформацію про измеренном кутовому відхиленні, фіксуючи зміна параметрів з плином часу і пророкуючи наступну позицію. Ця інформація використовується контролером, щоб, керуючи моторами, повернути мультикоптер в положення рівноваги.
Р - це основна частина ПІД-регулятора яка є запорукою хороших льотних характеристик.
Базова настройка ПІД - на землі [ред]
Увага! Запуск ненастроєного коптера з пропелерами на моторах дуже травмонебезпечний! Виконуйте налаштування, тримаючи коптер в руках тільки на свій страх і ризик.
- встановіть рекомендовані за замовчуванням значення коефіцієнтів ПІД-регулятора;
- міцно і обережно утримуйте мультикоптер в повітрі (вхопитеся за раму руками так, щоб запобігти можливим вільні обертання навколо будь-якої з осей коптера, бережіть руки і обличчя;
- поступово додавайте газ, намагаючись домогтися невагомості коптера, коли сила тяжіння врівноважується підйомної силою.
- спробуйте руками нахиляти і повертати коптер в різні боки. Ви повинні відчути реакцію, спрямовану на компенсування додається вами силі;
- збільшуйте значення коефіцієнта Р до тих пір, поки не відчуєте, що досить складно протистояти реакції коптера. Без стабілізації горизонту ви відчуєте, що при постійному додатку сили через деякий час ПІД, піддається, дозволяє вам міняти положення коптера. Так і має бути;
- далі починайте розгойдувати мультикоптер, збільшуйте Р до тих пір, коли почнуться осциляції (часті вібрації) і потім трохи зменшіть. Повторіть для осі YAW;
Тепер ваші установки повинні годитися для подальшої настройки в повітрі.
Просунута настройка. Знайомство з впливом P, I і D на характеристики [ред]
Р - це величина коректує сили, яка додається для того, щоб повернути мультикоптер в його початкове положення. Ця величина пропорційна сукупним відхилення від початкової позиції мінус будь-командне вплив на зміну напрямку з пульта управління.
Більш високе значення Р створить більш потужне зусилля по опору будь-якій спробі змінити положення коптера. Однак якщо значення Р занадто велике, то при поверненні в початкове положення виникає перерегулювання і, отже, потрібно протилежна сила, щоб компенсувати нове відхилення. Це породжує ефект розкачки до тих пір, поки нарешті не буде досягнута стабільність або, в гіршому випадку, коптер може стати повністю некерованим.
Збільшення значення Р: призводить до більшої стійкості / стабільності до тих пір, поки занадто велике значення Р не призведе до осциляцій і втрати контролю над коптером (втрати управління). Ви помітите дуже велику силу впливу, протидіє будь-яким змінам положення коптера.
Зменшення значення Р: призведе до дрейфу в управлінні. Якщо Р занадто малий, коптер стає дуже нестабільним. Коптер буде менше опиратися будь-яким спробам змінити його положення.
Акро (пілотажні) польоти вимагають трохи більше високих Р, акуратні і плавні польоти - трохи нижчого Р.
I - це період часу, протягом якого записуються і усереднюються кутові відхилення.
Величина сили, що прикладається для повернення в початкове положення, збільшується, якщо з плином часу кутове відхилення зберігається, поки не буде досягнута максимальна величина зусилля. Більш високе значення I сприяє поліпшенню курсової стійкості.
Збільшення значення I: поліпшить здатність утримувати початкове положення і зменшить дрейф, але так само збільшить затримку повернення в початкове положення. Також зменшує вплив Р.
Зменшення значення I: поліпшить реакцію на зміни, але збільшить дрейф і зменшить здатність утримувати положення. Так само збільшує вплив Р.
Акро режим: вимагає трохи менших значень I
Акуратне плавне рулювання: потрібні трохи більші значення I
D - це швидкість, з якою мультикоптер повернеться в його початкове положення. Високі D (тому що D має від'ємне значення - це означає менше число, тобто ближче до нуля) означають, що мультикоптер повернеться в початкове положення дуже швидко.
Збільшення значення D (пам'ятаєте, це означає МЕНШЕ число, тому що значення негативне) збільшує швидкість, з якою все відхилення будуть компенсовані. Це означає також збільшення ймовірності появи перерегулирования і осциляцій. Так само збільшується ефект від зміни Р (вплив Р-компоненти)
Зменшення D: (пам'ятаєте, це означає ВЕЛИКЕ число, тому що це негативно значення, тобто далі від нуля) зменшує коливання при поверненні в початкове положення. Повернення в початкове положення відбувається повільніше. І так само зменшує ефект від зміни Р.
Акро режим: збільште D (пам'ятаєте - менше число, тобто ближче до нуля)
Акуратні плавні польоти: зменшіть D (це означає більшу кількість, тобто далі від нуля)
Просунута настройка - практична реалізація [ред]
Для акро польотів [ред]
- збільшуйте значення Р до появи осциляцій, потім трохи зменшіть;
- змінюйте значення I до тих пір, поки дрейф під час зависання не стане неприпустимим, потім злегка збільште;
- збільште значення D (пам'ятаєте, менше значення - ближче до нуля) до тих пір, поки стабілізація після різких рухів органами керування не буде приводити до неприпустимою розгойдування.
Після цього можна трохи зменшити Р.
Стабільні польоти (RC, AP, FPV) [ред]
- збільшуйте значення Р до появи осциляцій, потім трохи зменшіть;
- змініть I поки корекція після відхилення не стане неприпустимо слабкою, потім збільште трохи;
- зменшіть D (далі від нуля) до тих пір, поки стабілізація після різких рухів органами управління не стане занадто повільної. Потім збільште D трохи (пам'ятаєте - меншою);
Після цього можна трохи зменшити Р.
Ви повинні вибрати компроміс між оптимальними настройками стабільного зависання і вашим звичайним стилем польоту.
Важливість стабільного харчування [ред]
При активному маневруванні, наприклад, різкому скиданні рівня газу і потім миттєвий «газ в підлогу», а також різких кренах і нишпоренні (все це дуже характерно для гоночних FPV-мінікоптери) - регулятори моторів, і, в кінцевому рахунку, акумулятори відчувають піки навантажень , що неминуче призводить до «пікового» ж падіння (просідання) напруги на акумуляторі в ці моменти. Особливо, якщо застосовується знижена напруга (наприклад, 3S замість можливих для регулятора і мотора 4S) або просто при використанні розрядженого або сильно зношеного акумулятора.
Це робить значний вплив на PID-регулювання в такий спосіб. Коптер може бути добре налаштований на плавний політ, висіння. Але в якийсь момент за результатами обчислень або по керуючому сигналу пілота польотний контролер дає різкий газ, який викликає просідання напруги, через що двигун не встигає розкрутитися як того очікує польотний контролер (бачачи показники датчиків положення в просторі), тому контролер додає ще газу, доводить до потрібного положення для стабілізації і тут зі зменшенням і вирівнюванням навантаження напруга підскакує разом з оборотами, виходить перерегулирование і тут потрібно вже зворотну дію - погасить ь зайве переміщення коптера силою в зворотну сторону, але працює все так же, запускаючи циклічний процес перерегулювання. На практиці, в реальному польоті це означатиме мляві і розмазані різкі, нелінійні руху, що відрізняються від того як це, здавалося, було добре налагоджене в висінні біля пілота.
Як з боротися з цим ефектом:
- Найправильніше - застосовувати акумулятори з максимальною напругою для конкретного мотора. Якщо мотор розрахований максимум під 4S-акумулятори, то використовувати слід саме їх. Зрозуміло, якщо при цьому пропелер занадто великого діаметра або кроку не перевантажить мотор. Але в такому випадку краще буде підібрати оптимальний пропелер під в'язку мотор + акумулятор.
- У будь-якому випадку корисно застосовувати фільтруючі електролітичні конденсатори на регуляторах, а також на загальній шині харчування - великої місткості.
- В крайньому випадку доведеться враховувати це в налаштуваннях PID, занижуючи значення параметра D.
- При можливості збільшувати частоту опитування гіроскопа.
FAQ [ред]
Чи можна використовувати «чужі» настройки PID [ред]
Знання оптимальних налаштувань ПІД для конфігурації коптера, схожого на ваш, може допомогти вам швидше налаштувати свій мультикоптер, але майте на увазі, що не буває двох однакових коптеров, тому що наступні пункти будуть неодмінно вносити вплив в фактичні значення коефіцієнтів ПІД:
- рама - вага / розмір / матеріал / жорсткість;
- двигуни - потужність / крутний момент;
- розташування двигунів і відстань між ними;
- контролери двигунів і передавач - криві потужності;
- гвинти (пропелери) - діаметр / крок / матеріал;
- БАЛАНСУВАННЯ
- і, звичайно, навички пілота.
Піди краще регулювати відразу з підвісом / камерою або можна після причепити [ред]
Краще регулювати відразу з підвісом / камерою, так як вага змінюється досить значно, щоб вплинути на поведінку апарату. нюанси:
- Первинну регулювання можна виконувати і без підвісу, щоб при можливих падіннях його не пошкодити. А потім закріпити підвіс і довести регулювання до кінця.
- Також можна прикріпити до коптеру масо-габаритний макет підвісу / камери і регулювати піди відразу в робочій конфігурації.