Настройката на PID не би трябвало да отнема цяла вечер, а ако това се случва, почти винаги е защото подхождате към проблема в грешна посока. Правилният подход тръгва от предварителните настройки, предоставени от фърмуера или от производителя на стека, изолира по една ос наведнъж и разчита на усещането при полет, а не на обсебваща обработка на графиките от blackbox. Добре настроен дрон се чувства стабилен при статичен полет, реагира ясно на флиповете без да отскача и не вибрира при загряване. Обикновено три-четири кратки полета, с само една промяна между всеки от тях, са достатъчни, за да преминете от коректна фабрична настройка към настройка, която пасва на вашия стил на пилотиране и на вашето шаси. Останалото е финна настройка, която се прави в хода на сесиите, а не за една безсънна нощ пред екрана.
Защо повечето пилоти губят нощта над своите PID
Класическият капан е да се третира настройката като проблем, който се решава наведнъж, докато всъщност това е итеративен процес. Два рефлекса系统 обикновено съсипват сесията.
Тръгване от нулата вместо от предварителните настройки
Предварителните настройки на фърмуера или тези, публикувани от производителя на полетния контролер, се изчисляват на база определен профил на тегло и размер на моторите. Те не са перфектни, но в огромното мнозинство от случаите са близки за класически 5-инчов freestyle или racing дрон. Тръгването от нулата, или още по-лошо, копирането на PID-ове на пилот от YouTube канал, чийто дрон не тежи колкото вашия, гарантира няколко полета с абсурдни настройки, преди отново да стъпите на краката си.
Промяна на три настройки едновременно
Това е грешката, която наистина отнема часове. Ако пипнете P, D и филтрирането на моторите едновременно, е невъзможно да разберете кое е подобрило полета и кое го е влошило. Една промяна, полет от две до три минути, едно заключение. По-бавно е за отделната корекция, но значително по-бързо за цялата вечер.
Методът в три стъпки
Не е нужна сложна крива. Три последователни стъпки са достатъчни за преобладаващата част от конфигурациите, в този точен ред, защото всеки параметър прикрива дефектите на следващия, ако се подходи безредно.
Стъпка 1: P, за живост
P (пропорционален) определя силата на незабавната корекция при отклонение от траекторията. Твърде нисък — дронът се чувства мек, плава и се бави да се изправи след порив на вятъра. Твърде висок — започва да трепери много бързо, високочестотно бръмчене, което усещате в ръцете на радиото още преди да го видите при полет. Покачвате P на малки стъпки, докато усетите да се появява тази вибрация, после сваляте едно деление надолу. Това е най-интуитивната стойност за настройка, защото ефектът е незабавен и бинарен.
Стъпка 2: D, за амортизиране без задушаване
D (диференциален) спира корекцията на P, за да не надхвърли целта си. Той е отговорен за прочутия отскок, когато спрете твърде рязък флип — дронът, който трепти за части от секундата, преди да се стабилизира. Твърде нисък D оставя този отскок; твърде висок D загрява моторите напразно и може да въведе собствени осцилации, по-бавни и по-приглушени от тези на P. D е и параметърът, най-чувствителен към електрическия и вибрационния шум, което го свързва пряко с качеството на филтрирането, управлявано от стека — темата, към която ще се върнем по-долу.
Стъпка 3: I, за задържане на траекторията
I (интегрален) коригира отклоненията, които се задържат във времето, обикновено страничен вятър или прогресивен дрейф. Твърде слаб I дава дрон, който се плъзга и никога не се връща истински на линията си при статичен полет. Твърде силен I произвежда бавен wobble — широка осцилация, която отнема цяла секунда, за да се развие, много различна от бързото треперене на P. Това е последната настройка, която пипате, защото ефектите ѝ се проявяват бавно — безсмислено е да я финализирате, докато P и D не са стабилизирани.
Какво усещате при полет, ос по ос
Blackbox логът е полезен за потвърждаване на интуицията, но на терена, на практика, усещането дава най-бързия отговор.
- Твърде много P: високочестотна вибрация, усещане за бръмчене при загряване, по-остър звук от моторите от обичайния.
- Твърде много D: ясен отскок след флип или рязко спиране, моторите загряват по-бързо от преди без промяна в стила на полет.
- Твърде много I: дронът тръгва в бавна и широка осцилация при статичен полет, сякаш търси позицията си цяла секунда, преди да се стабилизира.
- Като цяло твърде ниска настройка: усещане за мекота, забавен отговор на движенията на стика, дронът сякаш е „на ластик“.
- Като цяло твърде висока настройка: дронът става нервен до степен да е уморително пилотирането му, най-малката корекция на стика тръгва твърде силно.
Ролята на стека за качеството на настройката
Нещо, което често се забравя: голяма част от това, което приписваме на лоша PID настройка, всъщност идва от хардуера, който предава и филтрира сигнала, тоест от стека полетен контролер плюс контролери на моторите.
Сигнал на моторите и филтриране
Двупосочен протокол за управление на моторите, който подава реалната скорост на въртене обратно към полетния контролер, позволява много по-прецизно филтриране на шума, свързан с моторите. При стек, който обработва зле тази обратна информация, или при остарял фърмуер на ESC, остатъчният шум налага да пазите D по-нисък, отколкото бихте искали, за да избегнете осцилации, и по този начин ограничавате живостта на дрона, преди дори да сте оползотворили целия потенциал на настройката. В такъв случай смяната на PID-овете не решава нищо — стекът е това, което трябва да се провери.
Разпознаване кога проблемът не е в PID-овете
Ако дронът продължава да осцилира на едно и също място в полетния диапазон въпреки много различни настройки на P и D, тествани последователно, или ако поведението се променя драстично от полет до полет без нито един параметър да е бил докосван, съмнението трябва да се насочи към монтажа: разхлабени винтове, деформиран пропелер, липсващ кондензатор на захранването на платката, или стек, монтиран с недостатъчно механично амортизиране, което предава паразитни вибрации към жироскопа.
Симптом, вероятна причина, действие
| Какво усещате | Най-вероятна причина | Действие за тестване |
|---|---|---|
| Бързо бръмчене при статичен полет | Твърде висок P | Свалете P на малки стъпки |
| Отскок след флип | Твърде нисък D | Повишете леко D |
| Прегряване на моторите без причина | Твърде висок D или недостатъчно филтриране | Свалете D, проверете филтрирането на моторите |
| Бавен wobble при статичен полет | Твърде висок I | Намалете I на малки стъпки |
| Дрейф, който никога не се коригира | Твърде нисък I | Повишете леко I |
| Нестабилно и променливо поведение | Механичен проблем, не PID | Проверете винтове, пропелери, монтаж на стека |
От какво няма смисъл да купувате, преди да знаете как да настройвате
Преди да инвестирате в стек от висок клас или в напреднал софтуер за анализ, по-добре е да овладеете метода в три стъпки на стандартен коректен хардуер. Начален или среден клас стек с добро филтриране на моторите вече дава достъп до почти всички усещания, които търсите при freestyle или любителски racing полет. Допълнителната цена на премиум стек се оправдава основно когато реално усетите границата на филтрирането на текущия си хардуер, а не преди сами да сте прекарали трите стъпки няколко пъти. Да харчите повече, за да компенсирате все още приблизителна настройка, означава да прикривате симптома, без да решавате причината.
Често задавани въпроси
Трябва ли да настройвате PID-овете при всеки нов пропелер?
Не систематично. Смяна на марка пропелер с близки стъпка и размер обикновено изисква само малка корекция на D. Смяна на размера или броя на перките, от друга страна, оправдава бързо повторно преминаване през трите стъпки, особено P.
Колко полетно време е нужно за коректна настройка?
Обикновено три до пет кратки полета от по две до три минути са достатъчни, за да тръгнете от предварителна настройка и да стигнете до настройка, подходяща за конкретен стил на пилотиране. Всеки полет трябва да тества само една промяна, за да остане резултатът полезен.
Задължителен ли е blackbox логът за добра настройка?
Не, той потвърждава интуицията, но не я заменя. Усещането при полет е достатъчно за повечето обичайни корекции. Логът става полезен най-вече за разграничаване на две близки хипотези или за диагностициране на механичен проблем, прикрит като осцилация.
Защо дронът ми осцилира различно в зависимост от времето?
Страничният вятър натоварва основно I, а околната температура влияе на вискозитета на смазката в лагерите на моторите и следователно леко на поведението на D. Стабилната настройка не се променя драстично от сесия до сесия, а само в малка степен.
Може ли да запазите същите PID-ове при смяна на по-капацитивна батерия?
По-тежка батерия променя инерцията на дрона и обикновено изисква малко повече P и D, за да се възстанови същата живост. Обратно, по-лека батерия може да направи предишна настройка твърде нервна.
