Calibración de PIDs en BetaFlight

Sección dedicada a la presentación de tutoriales, que nos permitirán conocer a fondo nuestros cuadricópteros, así como debatir sobre los mismos o preguntar cuestiones de interés general.
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Garssa
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Registrado: 12 Feb 2016, 11:11

Calibración de PIDs en BetaFlight

Mensaje por Garssa »

Esta entrada es una traducción que he realizado de la guía de calibración de PIDs que Tony Leyland publicó en github (https://github.com/borisbstyle/betaflight/wiki/PID-Tuning-Guide)

Como debería calibrar mi multi? (PIDs)


Introducción

En general, para conseguir una buena calibración, buscaremos tener TANTA P como sea posible sin introducir oscilaciones. Hablando en plata, la P es proporcional a la cantidad de control que tenemos sobre un eje. Menos P implica menos control positivo y más P más control. El problema es que, si la P es demasiado alta, empezará a “overchutar” (sobrecontrolar) el estado final pretendido (como queremos dejar el multi una vez centrado el stick). Esto causa una constante sobrecorrección, es decir, oscilaciones. ESC (variadores) de buena calidad y unos ciclos de PID más rápidos ayudan en este problema tan bien como autorizar a la controladora a hacer correcciones más rápidas y eficientes.

La I y la D son solo para mejorar los bits de error sobrantes que P no puede manejar.

La I considera (“mira hacia atrás”) el error acumulado (drift o “deriva”) que P es incapaz de corregir durante un tiempo, y ajusta a él. Esto es por lo que incrementar la I debería corregir cuando el cabeceo de tu multi cambia inintencionadamente tras acelerones. (PERO necesitas probar a incrementar la P PRIMERO. Si tu P es demasiado baja, entonces I tiene mucho que hacer porque P nunca habrá hecho lo suficiente…)

D anticipa (“mira hacia adelante”) para ver si el eje está llegando al valor deseado demasiado rápidamente. Si le das al multi la orden de parar un roll demasiado rápidamente, un valor alto de P (justo como queremos) puede tratar de overchutar (sobrecontrolar) un poco y después “saltar hacia atrás”. SI VES MUCHO DE ESTO, quizá deberías incrementar la D un poco. Incrementar la D puede ayudar también con las pequeñas oscilaciones que aparecen después de un cambio de dirección brusco o una caída con poco acelerador (turbulencia por el reflujo de la hélice). Es importante no usar mucha D. USA SOLAMENTE TANTA D COMO SEA NECESARIA PORQUE DEMASIADA D CAUSA RUIDO. EL RUIDO QUE LLEGUE A LOS MOTORES PUEDE CAUSAR QUE SE CALIENTEN Y QUE POSIBLEMENTE ARDAN.

Pasos

1. Es esencial que estos pasos sean hecho en Acro aunque suelas volar en Angle/Horizon. Estos modos tienen sus propios valores que pueden interferir con la calibración. Los PIDS de ejemplo que se muestran debajo corresponden con la controladora de PIDs Rewrite (PID controller número 1).

2. Empieza con un valor de P ligeramente por debajo de los que vienen de seria con BetaFlight.[en mi caso personal esto era aún demasiado así que empecé con un valor por debajo de LA MITAD de los de serie). Una P de 4.0 en Cabeceo y Alabeo son unos buenos puntos de partida. También pon unos valores de I y de D tanto de Cabeceo como de Alabeo bajos de manera que podamos calibrar P sin interferencias que vengan de I o de d. una I de 20 y una D de 5 son buenos puntos de partida. Para guiñada, es prudente bajar la P de seria hasta LA MITAD y reducir la I un poquillo, para descartar ese eje como origen de oscilaciones. La guiñada será el último eje a calibrar.

3. Tras una serie de vuelos, incrementa P en Alabeo hasta que veas oscilaciones cuando te aproximas al tope de acelerador y tengas vibraciones muy rápidas y visibles. Después pon en P aproximadamente el 70% del valor que causa este tipo de oscilaciones [En mi caso particular ni para atrás llegaba al 100% de acelerador porque lo calibré en un garaje, así que cogí el valor que me causaba este tipo de oscilaciones en estacionario y calculé el 70% rodeando para abajo…al final se me quedaba un 60% del valor que me causaba estas oscilaciones).

4. Repite el paso 3 para cabeceo.

5. Hay que hacer un test para ver si el multi mantiene el ángulo deseado de alabeo y no deriva. Para pon un ángulo de alabeo específico y después dale incrementos y bajadas de acelerador varias veces. El ángulo de alabeo que le diste no debería variar significativamente. Si el ángulo parece derivar, incrementa I. Si no ves deriva, no cambies I. Pues cambiar la “sensación (el feeling)” de tu multi incrementando o bajando el valor de I tras haber alcanzado una buena calibración. (la I no afecta mucho a los valores finales de P y de D).

6. Repite el paso 6 para el cabeceo.

7. Incrementa la D en cada eje SOLO hasta el límite que ayude a reducir las vibraciones al salir de flips/rolls (lazos/toneles) o las oscilaciones de pala que aparecen tras un descenso abrupto. Si nada de esto es un problema, entonces DEJA UN D BAJA. En este punto el multi está en torno a un 80-90% calibrado.

8. La guiñada suele requerir menos calibración, pero puede introducir oscilaciones significantes si la ignoras. Empieza con la P de guiñada que dejaste a la mitad en el paso 1 y verifica que no tienes vibraciones significantes cuando le pegas un gran acelerón o vuelas hacia delante yendo muy rápido. Empieza incrementando la P de guiñada en incrementos de 0.5 en 0.5 hasta que veas tosquedad a través de tu cámara de FPV volando rápidamente hacia delante o en acelerones. Entonces bájala un poco. Para calibrar la P de guiñada de manera fina hay que utilizar la blackbox. PUEDE oscilar un poco, pero incrementa la traza del giróscopo de guiñada para ver si esas oscilaciones en P en realidad son debidas al giróscopo. Si el giróscopo se ve relativamente suave, está bien.


Nota: Debido a que la guiáda tiene inherentemente menos control positivo (también conocido como autoridad o mando), que cabeceo y alabeo, un amplio rango de valores son aceptables (en guiñada, claro está). Valores de P y de I relativamente altos y valores de D relativamente bajos suelen ser la norma por la falta de autoridad respecto a cabeceo y alabeo. Un log de blackbox suele ser necesario para calibrar la guiñada finamente. La mayoría de oscilaciones de P vienen de cabeceo o alabeo, pero si permanece cualquier brusquedad con el acelerador a tope, mira la blackbox para ver si la P de guiñada comienza a oscilar con el acelerador a tope. Si esto ocurre, baja la P de guiñada.


1. Finalmente, ajusta finamente la relación entre P e I buscando la tendencia de resistir o “caer hacia adentro” en giros cerrados. Valores de I muy bajos darán como resultado una deriva en el eje con el tiempo. Valores bajos de I en un eje permitirán al eje cambiar la actitud más libremente pero pueden seguir tratando de mantener la actitud. Valores altos de I en un eje pueden crear una sensación demasiado “robótica” e incluso oscilaciones. Se puede también refinar la P analizando los logs de la blackbox. Esto te puede acercar más a una calibración perfecta.

2. Una vez que la calibración está completada en Acro se puede mover a ajustar los parámetros de Level/Horizon para que encajen con el estilo de vuelo que quieres volar en Angel o Horizon. (Si debes.)
Recuerda no obcecarte mucho en conseguir que las trazas de la blackbox sean lo más limpias posibles. Si el multi vuela realmente bien y encaja en tus necesidades, simplemente sal fuera y a volar!

Otras notas

Cuando busques grandes oscilaciones de P en el log de la blackbox, no tienen por qué aparecer como grandes arcos de barrido o picos y valles pronunciados. Las oscilaciones por grandes valores de P se manifiestan antes en el rango de acelerador muy alto y aparecen como ondas sinusoidiales. Cuando esto aparece en el log de la blackbox, no pueden ser siempre detectables visiblemente o por sonido. Cuando si puedes verlas u oírlas, estas oscilaciones son perfectamente visibles en el log de la blackbox. Es por esto la recomendación de calibrar inicialmente por vista o sonido hasta que se alcance el punto de las oscilaciones visibles/oíbles y después bajar al 70% de este valor.

La característica de vvueo no deseable llamada oscilaciones de bounce-back (salto atrás) ocurren cuando de repente centras el stick de cabeceo/alabeo y la rotación del multi no acaba en una parada limpia. Esto puede deberse a:
1. La D es demasiado baja
2. La P es demasiado alta
3. O incluso a que la P sea demasiado baja (un bajo valor de P causa oscilaciones lentas y poco rigurosas porque no da la suficiente autoridad para alcanzar el estado final deseado en ese eje).


La I no suele ser suficientemente autoritaria como para causarnos problemas, y se suele poder calibrar de manera aproximada rápidamente. Pero la D sí que puede variar significativamente dependiendo de muchos factores diferentes , y su efecto de amplificación significa que si la D es mala, puede sernos muy malo en términos bastante raros e impredecibles, dependiendo de cómo el ruido se presente y como la P esté actuando.


ESPERO QUE OS HAYA SIDO DE AYUDA!!

Un saludo a tod@s y buenos vuelos!

@Garssa
R91
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Re: Calibración de PIDs en BetaFlight

Mensaje por R91 »

¡Muchas gracias!

Se agradece el aporte.
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OxyG3n
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Re: Calibración de PIDs en BetaFlight

Mensaje por OxyG3n »

Muito Obrigado ! Muchas gracias por el aporte.

Me es de gran ayuda :D
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Munan
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Registrado: 24 Dic 2015, 08:46

Re: Calibración de PIDs en BetaFlight

Mensaje por Munan »

Buen post, a favoritos va directamente!
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