PID iestatījumu regulēšanai nevajadzētu paņemt visu vakaru, un, ja tā notiek, tas gandrīz vienmēr ir tāpēc, ka problēmai tiek pieiets nepareizā secībā. Pareiza pieeja sākas ar firmveida vai stack ražotāja piedāvātajiem sākotnējiem iestatījumiem (presets), pēc tam tiek regulēta viena ass vienlaikus, balstoties uz to, kā drons jūtas lidojumā, nevis uz apsēstu blackbox grafiku analīzi. Labi noregulēts kvadrokopters lidojumā virs vienas vietas jūtas stabils, uz flipiem reaģē skaidri, bez atlēkšanas, un nevibrē iesildīšanās laikā. Parasti pietiek ar trīs vai četriem īsiem lidojumiem, katru reizi mainot tikai vienu parametru, lai no korekta rūpnīcas iestatījuma nonāktu pie tāda, kas atbilst jūsu pilotēšanas stilam un rāmim. Pārējais ir smalkā pieskaņošana, kas notiek vairāku sesiju laikā, nevis vienā bezmiega naktī pie ekrāna.
Kāpēc lielākā daļa pilotu pazaudē nakti pie PID iestatījumiem
Klasiskā kļūda ir uztvert regulēšanu kā problēmu, ko var atrisināt uzreiz, lai gan tā ir iteratīvs process. Divi ieradumi sistemātiski sabojā šo procesu.
Sākšana no nulles, nevis no sākotnējiem iestatījumiem
Firmveida sākotnējie iestatījumi jeb tie, ko publicējis lidojuma kontroliera ražotājs, ir aprēķināti, ņemot vērā konkrētu svara profilu un motora izmēru. Tie nav ideāli, taču vairumā gadījumu ir tuvu optimālajam klasiskam 5 collu freestyle vai racing kvadrokopteram. Sākt no nulles vai, vēl ļaunāk, kopēt cita pilota PID iestatījumus no YouTube video, kura drons nesver tikpat, cik jūsējais, garantēti nozīmē vairākus lidojumus ar absurdiem iestatījumiem, pirms atkal nonāksiet pie normāla rezultāta.
Trīs iestatījumu mainīšana vienlaikus
Tā ir kļūda, kas patiešām atņem stundas laika. Ja vienlaikus tiek mainīts P, D un motora filtrēšana, nav iespējams noteikt, kurš parametrs uzlaboja lidojumu un kurš to pasliktināja. Viena izmaiņa, divu līdz trīs minūšu lidojums, secinājums. Tas ir lēnāk, ja skatās uz vienu korekciju, taču krietni ātrāk, ja skatās uz visu vakaru kopumā.
Trīs soļu metode
Sarežģīta grafika nav vajadzīga. Trīs secīgi soļi ir pietiekami vairumam konfigurāciju, un tieši šādā secībā, jo katrs parametrs maskē nākamā trūkumus, ja to dara nepareizā kārtībā.
1. solis: P — dzīvīgumam
P (proporcionālā vērtība) nosaka tūlītējas korekcijas spēku, reaģējot uz trajektorijas novirzi. Ja tas ir pārāk zems, drons jūtas mīksts, tas “peld” un lēni atgriežas taisnā ceļā pēc brāzmas. Ja tas ir pārāk augsts, tas sāk ātri vibrēt — augstfrekvences dūkoņu var sajust rokās uz raidītāja pirms tā vēl redzama lidojumā. P vērtību paaugstina pa nelielam solim, līdz sajūt šo vibrāciju, un tad pazemina par vienu pakāpi. Tā ir vieglāk uztverama vērtība, jo efekts ir tūlītējs un nepārprotams.
2. solis: D — apslāpēšanai, nesamazinot dzīvīgumu
D (atvasinājuma vērtība) bremzē P korekciju, lai tā nepārsniegtu mērķi. Tieši tas ir atbildīgs par pazīstamo “atlēcienu”, kad pēkšņi apturat flipu — dronu, kas mirkli svārstās, pirms nostabilizējas. Pārāk zems D atstāj šo svārstīšanos; pārāk augsts D lieki sasilda motorus un var izraisīt savas svārstības, lēnākas un blāvākas nekā P radītās. D ir arī parametrs, kas visjutīgāk reaģē uz elektrisko un vibrāciju troksni, un tas ir tieši saistīts ar stack veiktās filtrēšanas kvalitāti — pie tā atgriezīsimies vēlāk.
3. solis: I — trajektorijas noturēšanai
I (integrālā vērtība) koriģē novirzes, kas saglabājas laika gaitā, piemēram, sānvēju vai pakāpenisku noslīdēšanu. Pārāk zems I rada dronu, kas slīd un stacionārā lidojumā nekad pilnībā neatgriežas savā trajektorijā. Pārāk augsts I rada lēnu “wobble” efektu — plašu svārstību, kas veidojas labu sekundi, un tas krasi atšķiras no P radītās ātrās trīces. Šo iestatījumu maina pēdējo, jo tā efekts parādās lēni — nav jēgas to smalki noregulēt, kamēr P un D nav stabilizēti.
Kā tas jūtas lidojumā — pa asīm
Blackbox žurnāls ir noderīgs, lai apstiprinātu nojausmu, taču praksē tieši sajūta lidojumā dod ātrāko atbildi.
- Pārāk daudz P: augstfrekvences vibrācija, dūkoņas sajūta iesildīšanās laikā, motora troksnis asāks nekā parasti.
- Pārāk daudz D: izteikts atlēciens pēc flipa vai straujas apstāšanās, motori sasilst ātrāk nekā iepriekš bez lidošanas stila izmaiņām.
- Pārāk daudz I: drons stacionārā lidojumā sāk lēni un plaši svārstīties, it kā meklētu savu pozīciju labu sekundi, pirms nostabilizējas.
- Kopumā pārāk zemi iestatījumi: mīkstuma sajūta, novēlota reakcija uz stūres kustībām, drons šķiet “kā uz gumijas”.
- Kopumā pārāk augsti iestatījumi: drons kļūst tik nervozs, ka to ir nogurdinoši pilotēt, jebkura neliela stūres korekcija izraisa pārmērīgu reakciju.
Stack loma iestatījumu kvalitātē
Bieži aizmirsts fakts: liela daļa no tā, kas tiek piedēvēts sliktam PID iestatījumam, patiesībā rodas no aparatūras, kas pārraida un filtrē signālu — proti, lidojuma kontroliera un motoru kontrolieru (ESC) kopuma jeb stack.
Motora signāls un filtrēšana
Divvirzienu motora vadības protokols, kas lidojuma kontrolierim ziņo faktisko rotācijas ātrumu, ļauj daudz precīzāk filtrēt ar motoriem saistīto troksni. Ja stack šo informācijas apmaiņu apstrādā slikti vai ja ESC firmware ir novecojis, atlikušais troksnis liek turēt zemāku D vērtību nekā vēlams, lai izvairītos no svārstībām, un tas ierobežo drona dzīvīgumu, vēl pirms izmantots viss iestatījuma potenciāls. Šādā gadījumā PID maiņa neko nerisina — jāpievērš uzmanība tieši stack.
Kā atpazīt, ka problēma nav PID iestatījumos
Ja drons vienmēr svārstās tajā pašā lidojuma diapazona vietā, neraugoties uz secīgi izmēģinātiem ļoti atšķirīgiem P un D iestatījumiem, vai ja uzvedība krasi mainās no lidojuma uz lidojumu, kaut neviens parametrs nav mainīts, jāpievērš uzmanība montāžai: vaļīgas skrūves, izliekta propellera lāpstiņa, trūkstošs kondensators kontroliera barošanā vai stack, kas montēts ar nepietiekamu mehānisko amortizāciju, kas giroskopam pārraida traucējošas vibrācijas.
Simptoms, iespējamais iemesls, darbība
| Kas tiek sajusts | Iespējamākais iemesls | Ieteicamā darbība |
|---|---|---|
| Ātra dūkoņa stacionārā lidojumā | Pārāk augsts P | Pazemināt P pa nelielam solim |
| Atlēciens pēc flipa | Pārāk zems D | Nedaudz paaugstināt D |
| Motori sasilst bez iemesla | Pārāk augsts D vai nepietiekama filtrēšana | Pazemināt D, pārbaudīt motora filtrēšanu |
| Lēns “wobble” efekts stacionārā lidojumā | Pārāk augsts I | Samazināt I pa nelielam solim |
| Noslīdēšana, kas nekad nekoriģējas | Pārāk zems I | Nedaudz palielināt I |
| Nestabila un mainīga uzvedība | Mehāniska problēma, nevis PID | Pārbaudīt skrūves, propellerus, stack montāžu |
Ko nav vērts pirkt, pirms neprotat regulēt
Pirms ieguldīt augstākās klases stack vai padziļinātā analīzes programmatūrā, labāk vispirms apgūt trīs soļu metodi ar standarta labas kvalitātes aparatūru. Sākuma vai vidējās klases stack ar labu motora filtrēšanu jau ļauj sasniegt gandrīz visas sajūtas, ko meklē freestyle vai atpūtas racing lidojumos. Prēmijas klases stack papildu izmaksas atmaksājas galvenokārt tad, kad reāli jūtat filtrēšanas ierobežojumu savā pašreizējā aparatūrā, nevis pirms esat paši vairākas reizes izgājuši cauri visiem trim soļiem. Tērēt vairāk, lai kompensētu vēl neprecīzu iestatījumu, nozīmē maskēt simptomu, neatrisinot cēloni.
Biežāk uzdotie jautājumi
Vai PID jāregulē pēc katra jauna propellera nomaiņas?
Ne obligāti. Propellera markas maiņa ar līdzīgu soli un izmēru parasti prasa tikai nelielu D korekciju. Savukārt izmēra vai lāpstiņu skaita maiņa attaisno ātru visu trīs soļu atkārtošanu, īpaši P.
Cik ilgs lidojuma laiks nepieciešams pareizam iestatījumam?
Parasti pietiek ar trīs līdz pieciem īsiem, divu līdz trīs minūšu lidojumiem, lai no sākotnējā iestatījuma nonāktu pie konkrētam pilotēšanas stilam piemērota rezultāta. Katrā lidojumā jātestē tikai viena izmaiņa, lai rezultāts būtu izmantojams.
Vai blackbox žurnāls ir obligāts labai regulēšanai?
Nē, tas apstiprina nojausmu, bet neaizstāj to. Sajūta lidojumā ir pietiekama lielākajai daļai ikdienas korekciju. Žurnāls kļūst noderīgs galvenokārt, lai izšķirtos starp divām līdzīgām hipotēzēm vai lai diagnosticētu mehānisku problēmu, kas izpaužas kā svārstības.
Kāpēc mans drons svārstās atšķirīgi atkarībā no laikapstākļiem?
Sānvējš galvenokārt ietekmē I vērtību, savukārt apkārtējā temperatūra ietekmē motora gultņu smērvielas viskozitāti un tādējādi nedaudz — D uzvedību. Stabils iestatījums no vienas sesijas uz otru radikāli nemainās, tikai nelielā mērā.
Vai var saglabāt tos pašus PID, mainot uz ietilpīgāku akumulatoru?
Smagāks akumulators maina drona inerci un parasti prasa nedaudz augstāku P un D, lai atgūtu tādu pašu dzīvīgumu. Un otrādi — vieglāks akumulators var padarīt iepriekšējo iestatījumu pārāk nervozu.