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

    • ドダイYSのことは知らなかったのですが、やはり、そういうことを念頭に置いておられたのですね。

      僕はケガをする前はハンググライダーで飛んでいたので、機体の下で体重移動で操縦してましたが、機体の上で体重移動で操縦するという発想がとても新鮮でした。そして、実際に操縦できていることにビックリしました。

      見学に来てもらえるなら、こちらこそ大歓迎です。ぜひお越しください。

    • では、後でメッセージをおくりますので、詳細をお知らせください。

      よろしくお願いします。

      ドダイはこんな感じです。

      1/144 ドダイYS
    • メッセージ、お待ちしています。

      ドダイ、かっこいいですね。実際に飛ぶということが第一ですが、やはりデザインの良さも重要ですね。

    • 磁気浮上タイプのホーバーボードは、Kickstarter に出ていますね。

      期待しています。

      ふと思ったのですが、大型になると飛行高度を安全上取りません。 結果的に、Gland Effectで不安定になりますね。

      この大型機も、実は1m以上浮上させれば、安定したりして。。

    • その可能性はありますね。

      ホバークラフトの様に、ドムの様に、ある程度カバーで空気を覆うのがいいのかも?

  • 数字的な説明は、以下の箇所で説明されています。

    Stabilize Roll/Pitch P controls the responsiveness of the copter’s roll and pitch to pilot input and errors between the desired and actual roll and pitch angles. The default of 4.5 will command a 4.5deg/sec rotation rate for each 1 degree of error in the angle. A higher gain such as 7 or 8 will allow you to have a more responsive copter and resist wind gusts more quickly.
    A low stabilize P will cause the copter to rotate very slowly and may cause the copter to feel unresponsive and could cause a crash if the wind disturbs it. Try lowering the RC_Feel parameter before lowering Stability P if smoother flight is desired.
    Rate Roll/Pitch P, I and D terms control the output to the motors based on the desired rotation rate from the upper Stabilize (i.e. angular) controller. These terms are generally related to the power-to-weight ratio of the copter with more powerful copters requiring lower rate PID values. For example a copter with high thrust might have Rate Roll/Pitch P number of 0.08 while a lower thrust copter might use 0.18 or even higher.
    Rate Roll/Pitch P is the single most important value to tune correctly for your copter.
    The higher the P the higher the motor response to achieve the desired turn rate.
    Default is P = 0.15 for standard Arducopter.
    Rate Roll/Pitch I is used to compensate for outside forces that would make your copter not maintain the desired rate for a longer period of time
    A high I term will ramp quickly to hold the desired rate, and will ramp down quickly to avoid overshoot.
    Rate Roll/Pitch D is used to dampen the response of the copter to accelerations toward the desired set point.
    A high D can cause very unusual vibrations and a “memory” effect where the controls feel like they are slow or unresponsive. A properly mounted controller should allow a Rate D value of .011.
    Values as low as 0.001 and as high as .02 have all been used depending upon the vehicle.

    http://copter.ardupilot.com/wiki/stabilize-mode/#Tuning_Parameters

    • 英語の文については、翻訳させながらじっくり調べてみます。

      疑問点をまた質問させてもらおうと思うので、よろしくお願いします。

  • 以下で説明されていますが、CH6に"Rate Roll/Pitch"を、アサインして調整できます。

    始めは、RollとPitchをロックさせると良いと、思います。

    Min.-Max. で、範囲指定すると微調整可能です。

    http://copter.ardupilot.com/wiki/ac_rollpitchtuning/

    下のビデオは、参考になりますでしょうか?

    ところで、ログファイルは有りますか?

    • ログをダウンロードしようとしましたが、できませんでした。なかったようです。

      なお、電源はローター駆動用は14セルで電圧が高いため、APM用の電源とは別にしてます。

    • 早速アドバイスしていただき、ありがとうございます。コメントにも載せていただいて、ありがとうございました。

      浮上試験のときは、Mission Plannerを起動しXBeeで通信しているので、Mission Planner上でPIDの値を書き換えているのですが、それはCH6に"Rate Roll/Pitch"を、アサインして調整するのと同じことなのでしょうか?

      ログファイルは取ってなかったです。取り方を調べて、次回の試験の時には取りたいと思います。

      動画については、これからじっくり見てみます。

      分からない事が多いので、これからもよろしくお願いします。

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