關(guān)于2.5寸圈圈機(jī)調(diào)PID和濾波
首先,調(diào)整PID和濾波是為了讓飛機(jī)更好飛,避免抖動(dòng)和過(guò)熱等問(wèn)題,如果買的是組裝好的套機(jī)的話,PID一般都被調(diào)整好了,這也是其優(yōu)勢(shì)之一。但一旦需要更換不同的配件或結(jié)構(gòu),原有的PID就不適用了,所以需要調(diào)整PID。
輔助分析的軟件有很多,我用的是PID Toolbox和Blackbox,前者主要看橫滾和俯仰的階躍響應(yīng)曲線,后者看濾波。下面我簡(jiǎn)單說(shuō)一下步驟:
準(zhǔn)備工作
1.把電調(diào)固件刷成支持雙向Dshot的固件,推薦Bluejay(這一步一定要小心,電調(diào)變磚就很麻煩了),刷完之后請(qǐng)確認(rèn)電機(jī)轉(zhuǎn)向(注意安全)。
2.打開(kāi)地面站Betaflight Configurator,開(kāi)啟雙向Dshot,然后輸入電機(jī)的磁極數(shù)量。再把黑盒子里面的存儲(chǔ)文件清空。
3.開(kāi)啟專家模式,拖動(dòng)PID滑塊到全部中位(1.0),然后把FF增益、Dmax和 I 增益都改為0,至此,準(zhǔn)備工作結(jié)束。
調(diào)整
先調(diào)整D增益。具體做法是,將D增益按照0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6這樣的順序依次修改,每次修改之后就飛十幾秒即可。(ps:這一步個(gè)人覺(jué)得并不需要大角度飛行,就懸停和前后左右晃一下就行)
然后讀取黑匣子數(shù)據(jù),通過(guò)PID toolbox分析,你會(huì)看到這樣的曲線:

我們需要做的就是觀察roll和pitch軸的曲線,然后找出來(lái)沒(méi)有超調(diào)(超過(guò)1)的最快到達(dá)1的曲線。這一步可能會(huì)存在兩個(gè)軸不在同一個(gè)D值下達(dá)到最佳,這可能是由于飛機(jī)在兩個(gè)軸上不對(duì)稱導(dǎo)致的,就需要在調(diào)整pitch阻尼,使兩個(gè)軸的d值都達(dá)到最佳曲線對(duì)應(yīng)的d值。
2.然后,以同樣的方法依次調(diào)整其他參數(shù)(主乘數(shù)、I增益、FF值),最終會(huì)得到一個(gè)階躍響應(yīng)曲線比較好看的結(jié)果。
需要十分注意的是,在后面的調(diào)整中,很可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)軸不在同一個(gè)滑塊下達(dá)到最佳的相應(yīng)曲線,這就需要我們關(guān)閉滑塊模式,直接調(diào)整PID參數(shù)值。
一些心得
其實(shí)我們這樣依次調(diào)整不同的滑塊并不一定能達(dá)到最優(yōu),因?yàn)槲覀兊腄值并不是基于最終的P、I、FF等參數(shù)來(lái)確定的,這是一個(gè)多參數(shù)找最優(yōu)的過(guò)程,其實(shí)可以在全部調(diào)整完之后,再次調(diào)整D值,主乘數(shù),I值,等等,不斷迭代循環(huán),最終的才是比較好的結(jié)果,但這樣確實(shí)也有些復(fù)雜。所以我在研究怎么通過(guò)建模的方法來(lái)簡(jiǎn)化這個(gè)過(guò)程。
為什么我沒(méi)有寫(xiě)濾波呢?因?yàn)槲业臄?shù)據(jù)噪聲在低頻和高頻都有一些,全部消除之后飛行的效果反而并不理想,所以我覺(jué)得對(duì)于小圈圈機(jī)來(lái)說(shuō),噪聲可以忽略(要保證機(jī)架和其他結(jié)構(gòu)沒(méi)有晃動(dòng),飛控安裝固定好)
調(diào)試的間隔可以小一些,F(xiàn)F值得滑塊0.1對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是10左右,在直接調(diào)整數(shù)值的時(shí)候,就可以以20左右的間隔去調(diào)整。roll和pitch也可以分別調(diào)整。
不論飛起來(lái)感覺(jué)怎么樣,這個(gè)實(shí)際的階躍響應(yīng)曲線都要調(diào)整好,一般來(lái)說(shuō)調(diào)整好了曲線才最符合控制邏輯。像我用默認(rèn)的PID和抄別人的PID,飛起來(lái)抖,而且響應(yīng)曲線很差。
之前我也摸索了其他的調(diào)參方法,比如根據(jù)圖形調(diào)整P控制超調(diào)量和I控制偏移量,但這種都不太靠譜,調(diào)整了30多次都沒(méi)有好結(jié)果。
最后放一個(gè)調(diào)整之前和最終的響應(yīng)曲線:

在各個(gè)視頻平臺(tái)上都有關(guān)于穿越機(jī)PID調(diào)參的教程,但我確實(shí)也看了很多資料,做了很多嘗試。希望我的經(jīng)驗(yàn)可以幫助到你,如果有需要的話,后續(xù)我會(huì)專門錄一個(gè)視頻來(lái)詳細(xì)說(shuō)明每一個(gè)步驟。