Protože se mi množí do soukromé pošty dotazy jak naladit PID , a protože jsem osoba líná, rozhodnul jsem se na to založit nové téma kde si to může přečíst každý. Bohužel jsem jenom samouk, moje vědomosti a zkušenosti jsou malé a na mnoho otázek neznám odpovědi. Proto prosím o shovívavost a případné lépe vědomostně vybavené kolegy o doplnění, upravení a nápravu četných chyb které zde v mé nevědomosti uvedu.
Teorie PID převodníku se dá najít všude možně, popis jak na to - také ( bohužel pro neanglicky mluvící je tohle marný boj) ale já, vědomostmi téměř nepolíben budu psát tak, jak se mi to jeví jako naprostému laikovi. Nebudu probírat žádnou teorii, ale její praktické dopady na náš stroječek. Ti, co létají i heli a vědí jaký je u ocasního gyra rozdíl mezi režimem NORMAL a HEADING HOLD, mají výhodu. NORMAL u Wii je režim Normal u gyra ocasní vrtulky a režim HL je podobný ( ale ne stejný) režimu LEVEL. A protože tady většina lidí ladí Wii, budu se zaměřovat na tuhle řídící jednotku.
Předně složka P, proporcionální. Složka P funguje asi takhle: pokud copter spořádaně visící něco vychyluje z vodorovné polohy, gyroskopy (ty měří úhlovou rychlost ) zjistí, že se něco děje a dají povel motorům aby udělaly zásah který to vychylování zastaví . Bohužel gyroskopy neví jaká byla původní poloha copteru, ony mají za úkol zjistit úhlovou rychlost a zabezpečit aby byla pokud možno nulová. Pokud nastavíte vysoké P, a gyra mají vysokou citlivost, tak celý proces probíhá velice rychle a odchylka bude zastavena v mžiku oka. Problémy tady máme hlavně dva. První je tenhle - pokud ta odchylka bude probíhat pomaličku, pomaleji než je citlivost gyra schopna zjistit, nic ji nebude opravovat a tudíž se náš copter bude pomaličku odchylovat z polohy kterou my považujeme za žádoucí. Takže citlivější gyra a rychlejší regulační proces jsou žádoucí. Druhá potíž je, že až gyra výchylku zastaví, nic dalšího se neděje , copter se nevrátí tam , kde byl. A protože tenhle proces odchylek a zastavování probíhá neustále, chyba ( odchylka od původní polohy) se kumuluje. Takhle pracují ty nejjednodušší regulace , třeba první verze Kkmulticopter. Ty, které mají jenom gyra.
Čím vyšší P dokážeme nastavit, tím dříve a tím silněji se bude copter bránit nechtěným odchylkám a tím bude stabilnější. Jenomže to P nemůžeme zvyšovat libovolně, pokud už je ho moc začne celý copter intenzivně oscilovat, při dalším zýšení se kmity stanou netlumenými a pak se dějou věci. Obvykle to spadne . Ty oscilace není třeba moc popisovat, kdo to viděl , už ví. A kdo ne, okamžitě ho napadne, že věci nejdou tak, jak by měli. Je to rychlé kmitání kolem příslušné osy. Frekvence je obvykle několik kmitů za sekundu .
Složka I, integrální. Tahle složka má za úkol odstranit tu kumulovanou chybu, kterou nedokážou rozpoznat gyra. Používají se na to akcelerometry . Akcelerometr měří lineární zrychlení a dokáže poznat odchylku od zadané polohy. A my tím máme vyhráno. Napřed ale tomu akcelerometru musíme říci, co je ta správná poloha. A řekneme mu to tak, že srovnáme copter pokud možno co nejlépe do vodorovna ( velice doporučuji používat vodováhu) a provedeme jeho kalibraci. V GUI pouhým stačením tlačítka ACC calibration . ( Anebo tak nějak, píšu to z hlavy a nepamatuji si přesně popis) . Pak si copter bude pamatovat kde je vodorovně a bude se snažit do této polohy vracet. A bude se snažit tím více a tím přesněji, čím vyšší bude složka I . Jenomže tu taky nemůžeme zvyšovat dle libovůle. Pokud to přeženeme, copter se nám odmění oscilacemi. Ty oscilace vypadají dost podobné jako u složky P, ale jsou takové „ měkčí “ a trošku pomalejší.
Složka D - většina regulátorů mívá jenom P a I, my máme k dispozici i D. A to D má za úkol vracet náš copter do polohy kterou si pamatují akcelerometry co nejrychleji. Čím rychleji se vrátíme do vodorovna, tím bude copter stabilnější ( protože pokud není vodorovně, tak potvora zdrhá do strany na kterou je nakloněn,a čím kratší dobu je nakloněn, tím kratší bude vzdálenost kam nám zdrhne ) . Čím vyšší složku D nastavíme, tím rychleji se bude copter snažit vrátit do původní polohy. Ale opět to nemůžeme přehnat. Pokud to přeženeme, tak se copter v naší vytoužené poloze nezastaví, překmitne a máme tady opět oscilace. Tady je třeba uvědomit si, že zvyšování složky D znamená její snižování v GUI. Hodnota +5 je vyšší, než hodnota +20 !! . Takže složka D se přidává zmenšováním její hodnoty v GUI .
Všechny tyhle složky se vzájemně ovlivňují, zvýšená složka I prodlužuje reakční čas a snižuje P a vyšší složka D zase zvyšuje hodnotu P. Takže aby toho nebylo dost, jak sáhnete na jedno, rozhodí se i zbytek se kterým jste už byli spokojeni.
Jak na to , teda jak to dělám já a vůbec si nejsem jist, že je to ta nejlepší cesta.
Napřed zvyšuji složku P až se objeví oscilace. Pak trošku uberu. Zalítáváme to u kamaráda ve velké místnosti. To je docela důležité, protože tam nefouká a nekecá nám do toho vítr a turbulence. Pak je na řadě I, tu zvyšuji až se copter hezky a pokud možno co nejpřesněji vrací do původní polohy. Zkouším tak, že rychle udělám velkou výchylku v požadované ose a pak koukám, jak se to vrací.No a přidávám až to přeženu a objeví se kmity. Pak složka D, to dělám vlastně stejně jako I, dám rychle velkou výchylku a koukám co se děje při návratu do původní polohy. Pokud se to vrací pomalu, přidáme trošku D ( teda snížíme číslo) . Když je to správně, copter se vrátí do vodorovna bez kmitání. Prostě dojede do horizontu a okamžitě tak zůstane. Když je moc D, vrací se to velice rychle ale objeví se kolem vodorovné polohy kmitání které pomalu ustává . Když je málo D, vrací se to pomalu, pomaleji než výchylka kterou jsem záměrně způsobil. BTW, lepší je méně D a pomalejší návrat do požadované polohy než moc D, to pak kmitá dost nepříjemně . Ve visu to ještě jde, ale za rychlého letu je to dost nepříjemné a může to být i nebezpečné.
No a když je naladěno uvnitř, jde se ven. Venku je to zase trochu jinak. Obvykle tomu dám trošku pokouřit, létám tak rychle, co mi výkon dovolí. A při rychlém letu a rychlých manévrech se obvykle projeví to, že co je dobré v laboratorních podmínkách , není dost dobré v reálu. Pokud jdu uvnitř na maximální hodnoty co mi PID dovolí, venku musím ubrat. Projevuje se to tak, že ve visu je vše OK, ovšem na velké rychlosti, zvláště v utažených zatáčkách se opět objeví oscilace. Pak obvykle stačí trošku ubrat P a máme vyhráno.
Režimy – NORMAL, tady řídíte úhlovou rychlost . Když dáte páčku někam, řeknete copteru jak rychle se má otáčet v dané ose. A on to bude dělat dokud budete držet výchylku. Čím větší výchylka, tím rychleji se bude točit. Když vrátíte páčku do neutrálu, copter se zastaví v takové poloze v jaké se právě nachází. Klidně třeba čumákem 90° dolů. Tady fungují jako stabilizace jenom gyra.
LEVEL tady řídíme velikost výchylky. V tomto režimu akcelerometry stabilizují copter a my jim výchylkou na páce řekneme o jaký úhel se má copter naklonit. Tzn. Když držíme nějakou stabilní výchylku na páce, copter se nakloní a zůstane tak. Když dáme páku do neutrálu, copter se sám srovná do vodorovna.
A nakonec pár poznámek. PID u Wii je defaultně naladěn velice dobře. Už se základními hodnotami všechno musí letět ! Pokud budete něco měnit , tak postupně, po jedné hodnotě a po menších krocích. Snažte se omezit vibrace, čím menší vibrace tím menší šum senzorů a tím vyšší bude jejich citlivost. Tím více můžete nastavit, tím lépe to poletí. Čím větší bude váš copter, tím vyší hodnoty P vám dovolí a tím bude stabilnější. Snažte se používat lehké vrtule , lehčí vrtule mají malou setrvačnost, dají se rychleji roztočit i zpomalit a celý regulační děj bude rychlejší –to značí opět vyšší stabilitu. Snažte se hmotnost copteru tlačit k jeho středu, lehká ramena a motory mají menší setrvačnost a opět se zrychlí regulační děj. Copter na určený na stabilitu by měl mít pomalejší motory ( KV cca 800-1000) a větší vrtule. Na kraviny a blbnutí je lepší motor s KV nad 1000, asi tak do 1500 a menší vrtule. Pak je to sice míň stabilní, ale lítá to rychleji. Šetřete hmotností. Má to OBROVSKÝ vliv na letové vlastnosti a hlavně odběr proudu . Ušetřených 100g je sakra poznat.
Tak jsem se pro dnešek vykecal a teď řada na zkušenějších.