PID Einstellung Quadrocopter

[Thomas87]

Hallo,

ich beschäftige mich im Zuge einer wissenschaftlichen Arbeit mit einem selbst gebauten Quadrocopter. Leider sind die Aufzeichnungen, die mir hinterlassen wurden, sehr lückenhaft und ich bin auch bei Weitem kein Experte im Gebiet der Quadrocopter. Theoretisch hat mein Vorgänger die PID-Faktoren der ESCs bereits eingestellt, allerdings schaffe ich es damit nicht ansatzweise stabil zu fliegen. Deswegen wollte ich die P und I Faktoren gemäß des folgenden Videos ( http://www.youtube.com/watch?v=YNzqTGEl2xQ ) mit dem gleichen Versuchsaufbau einstellen. Dabei fallen aber starke Ungereimtheiten auf.
Ich schreibe mal die Reaktionen des Quadrocopters bei bestimmten P-Faktoren auf:
P > 0: Quadrocopter "spielt verrückt" (schwingt wie wild in beide Richtungen)
P = -5: relativ schnelle aber leicht wackelige Reaktion auf Lenksignal, kann leicht von Hand gedreht werden
P = -30: sehr langsame Reaktion auf Lenksignal, kann nur schwer von Hand gedreht werden
P > -40: seh- und hörbare Oszillationen

Dabei waren alle I und D Faktoren auf 0. Nimmt man D-Faktoren mit umgekehrtem oder gleichem Vorzeichen hinzu, ändert sich wenig am Verhalten.
Nach meinem Verständnis (und nach der Videoanleitung) müsste der Quadrocopter bei höherem P aber schneller und nicht langsamer reagieren. Die geringere Störanfälligkeit hingegen tritt wie erwartet ein. Woran mag das liegen?

Hier ein paar Daten zum Fluggerät:
Motoren: Axi 2217/20, 840kv
Props: 10x4.5 (Hersteller/genaues Modell leider unbekannt)
ESC: Baytec MPBC 40 ECO -H (40A)
Akkus: 2*parallel LiPo 3S 5000mAH (gesamt 10000), 30C
Masse: ~2.5kg (nach dem, was ich bisher gelesen habe, viel zu schwer für die Motor/Prop-Kombi)
Mainboard: PROFI UFO 3.1 mit Gyros ADXRS300 und Linearsensor

Vielen Dank für Vorschläge
Gruß
Thomas

[Crizz]

Ich will dich nicht demotivieren, aber ich glaub kaum das du zu dem Board hier vernünftigen Support finden wirst. Die Frage nach den PID-Einstellungen läßt sich nämlich in dem Fall nicth wirklich beantworten, weil man dazu wissen müßte wie die Regelung arbeitet und die die Algorythmen sind. Die meisten hier dürften was günstige Systeme betrifft mit MultiWiiCopter - Software oder Ardupilot unterwegs sein, und da sind allein die Werte shcon ganz unterschiedlich.

Außerdem stellst du damit nix an den ESC ( Motorreglern ) ein sondern in der FCU ( FlightControl-Unit ), denn die steuert die Regler an - die Regler selber berechnen da nix.

Schau doch mal ob das hier die richtige Anleitung zu deinem Board ist ud versuch mal mit denen dann Kontakt aufzunehmen, da wird man dann vmtl. eher vernünftige Hilfestellung bieten können

http://uavp.ch/moin/Dokumentation?actio ... _05+DE.pdf

[Thomas87]

Das ist natürlich schade, dass das Board eher wenig verbreitet ist. Danke schon mal für die Klarstellung ESC<> FCU.
Die Anleitung ist die richtige. Ein ähnliches PDF vom gleichen Autor mit allgemeinen Angaben zu PID-Reglern habe ich auch hier, doch leider war dies bei der Einstellung der PID-Faktoren wenig hilfreich.

[dollreiner]

schreibst du am regler rum (dann könnte ich vielleicht regelungstechnik beitragen) oder gehts dir ums "flugfähig schrauben" (das können alle anderen besser als ich) ?

[Thomas87]

An dem Regler des Quadrocopters schreibe ich nix rum (ausser an den Parametern). Der soll einfach dafür sorgen, dass der Quadrocopter auf der Stelle bleibt, bzw. einen bestimmten Winkel möglichst schnell einnimmt, der ihm vorgegeben wird. Dass diese Vorgänge hinreichend schnell funktionieren, ist dann Grundvoraussetzung für eine externe, sensorgestützte Positionsregelung des Quadrocopters, welche ihn dann dazu anleiten soll, Trajektorien zu fliegen.

Momentan wird die praktische Umsetzung dieses Vorhabens aber verschoben, da ich nach Absprache mit dem Entwickler des hier genutzten Mainboards und mit erfahreneren Multikopter-Spezis leider zu dem Schluss kommen muss, dass dieser Quadrocopter dafür ungeeignet ist und ein neuer dafür her muss.
Gründe sind u.A. folgende:
- Gerät ist zu schwer
- Propeller sind zu klein
- größere Propeller würden Umbau des Gestells verlangen
- 3 Achs-Beschleunigungssensor fällt gelegentlich aus (wird manchmal als nicht vorhanden angezeigt, wenn man sich den Status des Mainboards über Konsole ausgeben lässt)
- ESCs sind evtl. ungeeignet für Multikopter-Bereich (kann keine Erfahrungen dazu finden und auchvom Hersteller ist nichts genaues zu erfahren, ob die Firmware für reaktionsschnelle Anforderungen geeignet ist, oder ob die ESCs nur für Segelflugzeuge u.Ä. gedacht waren)
- die Ausleger des Gestells (-> Alu) waren schon diverse Male gebogen und wieder begradigt -> werden mit der Zeit nicht vertrauenswürdiger
- keine Möglichkeit, dem Board genaue Vorgaben zu geben, dass ein bestimmter Soll-Roll-/Nick-Winkel eingenommen wird; Vorgabe ist nur über PPM-Signal möglich und einen genauen Zusammenhang z.B. zwischen der Pulsbreite des Nicksignals und dem anschließenden Verhalten konnte ich nicht ermitteln (ausser natürlich, dass schneller in eine Richtung genickt wird, je weiter die Pulsbreite vom Mittelwert abweicht)
-> Gibt es hier bei anderen Plattformen (Arducopter, MultiWiiCopter, ...?) die Möglichkeit Winkel, Winkelgeschwindigkeiten o.Ä. vorzugeben, anstatt der doch relativ abstrakten Pulsbreite?

Gruß
Thomas

[JollyJoker]

...ESC: Baytec MPBC 40 ECO -H (40A)...

Dem Video nach würde ich mich der Reglertheorie anschließen. Hatte mal einen Satz die sehr ähnliches/gleiches Verhalten gezeigt haben. Nach Wechsel auf anerkannt funktionierende Regler ging es dann völlig problemlos.

Gruß Peer