PID制御のパラメーターについて

有人飛行を目標に、大型のマルチコプターを製作している平野といいます。
現在、200kg弱のオクトクアッドタイプ(3DRの横長のX8を縦長にしたような構造)のマルチコプターを浮上させることはできましたが、飛行を安定させるためのPIDのパラメーターの設定の仕方がよく分かりません。
浮上試験のときの映像です。
 http://youtu.be/4z1jtvAmql8
APM2.6を購入したままの設定で始め、3発目でRate RollのP値を0.15から0.1に下げたところRoll方向が不安定になったように見えます。
そこで、4発目はRate RollのP値を0.1から0.2に上げたところRoll方向は安定したようですが、そのときRate PitchのP値が0.15から0.12に下がっていたようで今度はPitch方向が不安定になったように見えます。
次に試験するときは、Rate RollのP値を0.2、Rate PitchのP値を0.16ぐらいから始めようかと思っていますが、PID制御について素人なため、いろいろ調べているものの分からない事が多いです。
PIDの値をどのように設定していけばよいか、アドバイスをいただけると本当に助かります。
よろしくお願いします。

なお、モーターの出力は15kwでKV値は155、電源は14Lipo、プロペラは 3-blade carbon propeller 32x12、モーター間の距離はRoll方向が1.26m Pitch方向が2.16mです。
また、画像は浮上試験の最後の4発目のときのPIDの設定の値です。3691160337?profile=original

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Replies

  • 4基で、176Kg以上の推力を得るのですが、約200Kgの重量とのことだと、浮きませんね。

    浮上しているので、推力が当然勝っているのでしょう。 

    1) AC3.1.5は、安定版なので良さそうです。

       -キャリブレーションは、APM 単体で事前に実行しないと無理ですよね。

    2) Arming後、暫くしないと記録されないように、思います。

    3) ここでは、少し不穏当ですが、他のFlight Controller の検討は、如何でしょうか? 

    • X8と同じオクトクアッドタイプで、ローターは8基あるので、単純に8倍すると推力は352kg重となります。ただ、上下に2基つけているのでそのロスがあるはずで、実際はもっと少なくなると思います。

      安定してホバリングができるようになれば、ペイロードがどの程度になるか、水タンクを乗せて測定したいと思っています。

      1) ArduCopter のバージョンで違いがあるのですね。

        CommpassやAccel のキャリブレーションは、さすがに本体を傾けるのは無理なので、APM単体で行ってます。

        Radio Calibration は試験の直前に行ってます。

      2) ログは cannot get のような表示が出て、ダウンロードできませんでした。ローター駆動用は14セルで電圧が高いため、APM用の電源とは別にしてますが、その影響があるのでしょうか?

      3) 操縦するのに、プロポだけでなくPCに接続したジョイスティックも使いたいので、それが可能なこと、その場合の通信にXBee などが使えること、などの条件があるので、他のFlight Controller をそれほど詳しく調べてませんが、APMが一番汎用性があるかな、と思ってます。他のFlight Controller でも同じような、または越えるような性能の物があれば、検討してもいいかもしれませんね。

    • 3.1.5だと、ログは取るようになっていたと思いますが・・・

      見学させていただくときに、確認させてください。

      よろしくお願いします。

  • USBケーブルをつなげて、通信ポート(ArduinoMEga2560とか出てるポート)と通信速度115200を設定し、

    そのあとMisson PlannerのTerminal のアイコンをおすと、

    Terminalモードで接続します。

    そうすると、APM:Copterのバージョンがわかります。

    • ArduCopter のバージョンは、3.1.5でした。3702532106?profile=original

      https://storage.ning.com/topology/rest/1.0/file/get/3702532181?profile=original
    • 安定版ですね

    • CONNECT アイコンで接続せずに、TERMINAL から接続するのですね。

      明日チャレンジしてみます。

  • 前後と左右で長さが違うので、ロールとピッチはそれぞれ別個にPIDパラメータをきめたらいいとおもいます。

    長い方のゲインは、小さめにする必要があるかも?

    縦と横の、長さの比はいくらくらいですか?

    ヨーは、中心からの距離がおなじなので、そのままいけそうな気がします。

    私は立ち乗りタイプを検討しています。

    参考にさせてください。

    • アドバイスいただき、ありがとうございます。
      モーター間の距離はRoll方向が1.26m Pitch方向が2.16mです。比で言うと 0.58:1 ぐらいです。PIDの値は比に反比例させるぐらいがいいのでしょうか?
      また、CH6に"Rate Roll/Pitch"を、アサインして調整する場合、RollとPitchをそれぞれ調節できるのでしょうか?

      HumanoidRobotでの操縦実験は僕も以前に見ていて、関心を持っていました。この機体が安定してホバリングができるようになれば、人間の体重移動で操縦できるというとでしょうか。そんな乗り物ができれば、ホバーボードというよりも、西遊記の孫悟空のキント雲やガンダムのフライングアーマーのような乗り物になるかもしれませんね。

    • たぶん軸間距離に比例して、機器が良くなっているので、2:1だと調整が必要な気がします。

      反比例くらいですかね?

      CH6で、個別はできなかったかな?


      いちおう、グフとドダイYSを念頭において開発しました。

      国際会議でもそこそこうけて、

      今年論文もとおりました。

      いちど、見学させていただけませんか?

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