Desactivar: controladores PID y conectores de bala

No todos los drones son multirrotores: en nuestra foto del título están Maynard Hill y Cyrus Abdollahi. El avión de Maynard, TAM5, también conocido como The Spirit of Butts Farm, es el avión más pequeño que realiza un vuelo transatlántico (enlace de YouTube). Al rastrear el viaje de Alcock y Brown desde Terranova hasta Irlanda, el modelo de 6 libras (peso seco) hizo el viaje en poco menos de 39 horas. Todo esto sucedió en 2003 y fue el límite de los logros de toda la vida de Hill. Estos son los tipos de prohibiciones en los Estados Unidos si las restricciones de la FAA entran en vigencia.

Controladores de vuelo

Muchos de ustedes pensaron que el Naze32 se mantiene fuera del controlador de vuelo circundante. ¡Te escucho fuerte y claro! Agregaré el Naze a los controladores que se probarán en The Testbed. ¡La parte difícil es encontrar las cosas desagradables! Actualmente tengo un Acro Naze32 de camino a Droning On HQ. Si puedo encontrar una versión completa, la agregaré.

Controladores PID Deep Dive

Tengo algunas preguntas sobre los controladores proporcionales integrados derivados (PID), por lo que vale la pena profundizar un poco más para explicar qué es un controlador PID. Los controladores PID se encuentran a menudo en controles de proceso que gestionan parámetros como la temperatura, la humedad o el caudal del producto. El algoritmo se diseñó inicialmente a finales del siglo XIX como un método para controlar el timón de grandes barcos de guerra. En los drones de ala fija, PID mantiene las alas planas y rectas. En multicópteros, los bucles PID controlan un rumbo, pero también proporcionan el vuelo estable que permite que el quadcopter vuele primero. Una explicación completa de los bucles PID iría más allá de un artículo, pero intentemos una explicación de 10,000 pies.

P: Este es el parámetro "Presente". P afecta principalmente al comportamiento de la aeronave. Si el viento lleva a tu cuadrúpedo desde un vuelo plano a una orilla derecha de 30 grados, P es el término que actuará para nivelar el cuadrúpedo. Si el valor P es demasiado alto, el cuadrúpedo pasará un vuelo en avión y comenzará a inclinarse de manera diferente. De hecho, un valor P demasiado alto puede hacer que el cuarzóptero se mueva al oscilar o "alcanzar" el nivel. ¿Es un valor p demasiado bajo? el cuadrúpedo tardará mucho en reaccionar y es posible que nunca vuelva a alcanzar un vuelo plano.

I: Este es el parámetro "Pasado". El término I vacía la sobrecarga y las oscilaciones del término P y evita la tendencia de P a asentarse por encima o por debajo del punto de ajuste. Al igual que con P, un término I demasiado alto puede provocar una oscilación.

D: Este es el parámetro "Futuro" y tiene el menor impacto en el comportamiento de la aeronave. De hecho, algunos auxiliares de vuelo lo abandonan por completo. Si P y yo nos acercamos demasiado a un punto fijo, es probable que ocurra un sobreimpulso. D ralentiza las cosas antes de que ocurra el rebasamiento.

Entonces, ¿por qué los pilotos multicópteros temen a la configuración del PID? Simplemente, es un proceso tedioso. Junte un nuevo piloto y una aeronave no probada con valores PID desactualizados y tendrá una receta para la frustración y las hélices rotas. Las cosas se vuelven aún más complejas si considera el hecho de que hay al menos 3 conjuntos de variables PID para configurar: Pitch, Roll y Yaw. Algunos controladores de vuelo ahora admiten múltiples valores PID según el estilo de vuelo. ¿Quieres que tu avión o multicóptero vuele como un hotrod? Necesita un conjunto de valores PID completamente diferente al de una nave de entrenamiento obediente. Rolf Bakke (el mismo KapteinKUK) hizo un video que ilustra cómo se comportan los multicópteros al establecer valores PID. Puede ver fácilmente cómo un cuarteto puede pasar de "borracho" a "abeja enojada" con solo unos pocos sastres valiosos. Todo esto viene junto con The La-Tecnologia Testbed, que me ayudará a publicar mis propios videos sobre la configuración de PID.

Actualización de La-Tecnologia Testbed

En cuanto al banco de pruebas en sí, ¡está casi completo! Puedes seguir el progreso en mi página de proyectos de La-Tecnologia. La mayor parte de la reunión fue relativamente sencilla. aunque por supuesto siempre hay algunos problemas. Parece que siempre me olvido de algo al pedir piezas. construcción. En este caso se trataba de un conector banana de 2,5 mm y tornillos para un motor.

Los motores Hobbyking se fijan al marco con tornillos de 3 mm. El problema es que realmente no hay forma de saber cuánto tiempo deben ser los tornillos hasta que tenga los motores, las placas de montaje y el marco del dron. Tengo un juego de tornillos de 3 mm de varias longitudes y, afortunadamente, había suficientes tornillos de la longitud correcta para montar los motores. Murphy siempre está a mi lado porque accidentalmente agarré un tornillo que era 1 mm más largo y, lo adivinaste, lo atornillé directamente a los devanados del motor. Doh! Por suerte tenía mis reservas.

Los conectores de bala pueden ser un verdadero dolor de cabeza. Hay algunas plantillas que ayudan, pero siempre me he encontrado volviendo a las viejas pinzas de cocodrilo "manos amigas". Las balas tienden a usar un cable de menor calibre de lo que estamos acostumbrados con la electrónica normal. Se utilizan cables de calibre 14, 12, incluso 8 en aviones R / C. Una soldadura de baja potencia con una punta de montaje en superficie simplemente no lo cortará. Estos hierros simplemente no tienen la masa térmica para alcanzar los conectores hasta la temperatura de soldadura. Este es uno de esos lugares donde una plancha Weller decente de 40 vatios o mejor (sí, una que se conecta directamente a la pared) puede ser un dios. Aquí utilizo la plancha Metcal, con una punta ancha y plana.

Los conectores de bala desnudos y las pinzas de cocodrilo también pueden crear un problema: las pinzas de metal crean una masa aún más térmica. Hace años, un anciano me mostró un truco para lidiar con esto. Deslice un trozo de tubo de combustión de avión de R / C de silicona en la bala y luego sujete las manos auxiliares al tubo. El tubo actuará como aislamiento entre la bala y el clip. La silicona resiste fácilmente las temperaturas de soldadura. También utilicé el tubo de silicona en las propias mandíbulas, aunque eventualmente las mandíbulas cortarán el tubo blando.

¡Esto es lo que pasa con esta edición Droning on! Hasta la próxima, ¡sigue volando!

Crédito de la foto del título: Cyrus Abdollahi.

  • strevo dice:

    Un buen truco de la funda de silicona, siempre tuve un problema no con el calor, sino con las pinzas de cocodrilo que exprimían el conector de la cerca mientras estaban llenas de soldadura líquida.

    Otra cosa que hago de manera diferente es que simplemente sostengo los conectores de la cerca al revés en una pinza de cocodrilo, coloco la punta de la soldadura en el orificio del costado mientras, literalmente, lleno la cosa con soldadura. Mientras está caliente y líquido, inserto el alambre pre-estaño y al mismo tiempo quito la punta de soldadura. De esa manera, puedo hacerlos en solo 10-20 segundos cada uno e insertar el cable ayuda a enfriar la soldadura poco después de que se adjunta, por lo que se puede quitar en 5 segundos.

    • Dave dice:

      El alambre frío en esta disposición generalmente conduce a una junta fría.

      • Todavía dice:

        Hago lo mismo, pero dejo que el cable “hierva” un poco en el conector, con el soldador aplicado. No es necesario que lo mantenga demasiado tiempo, la velocidad de transferencia térmica desde la soldadura líquida caliente al cable es enorme. El último juego que hice tuve mi segunda mano auxiliar sosteniendo la punta contra el conector. Encuentro que tengo que mantener una trenza débil lista para derrames. No noté ninguna articulación fría.

      • Megol dice:

        Lo necesitamos. El estaño fundido tiene cierta capacidad calorífica que puede derretir la soldadura en el alambre. Pero, por supuesto, debe verificar la calidad de una conexión cuando aprenda un nuevo método para soldar algo.

  • HV dice:

    Terminé ordenando mi Naze 32 directamente en abusemark.com en Japón porque sus vendedores siempre estaban agotados, al parecer.

  • dice:

    "El término I vacía el paso y las oscilaciones del término P"

    Realmente no. Existe algo llamado líquido integral, donde el sistema tiene demasiada inercia y termina oscilando porque la integral necesita demasiado tiempo para liquidarse de su valor acumulativo. El término D atenúa las oscilaciones al reaccionar al cambio de señal.

    Y existen algoritmos simples para configurar automáticamente / manualmente los parámetros PID:

    http://eo.wikipedia.org/wiki/Ziegler%E2%80%93Nichols_method

    • Adam Fabio dice:

      Cualquiera de los términos tendrá un impacto negativo significativo si se aleja del valor óptimo. Rolf muestra un buen ejemplo de un final integral en el video que vinculé en el artículo. Lo describe como similar a una oscilación P, pero con una frecuencia más baja. El tablero KK que usa no tiene una expresión D, por lo que debe corregirse eliminando esa calificación I baja.
      En cuanto al método ZN, no quisiera someter ninguno de mis aviones a una ganancia final. Incluso si estuviera restringido mecánicamente, eso tensaría mucho el avión.

      • AMS dice:

        O simplemente use un integrador que se sature hasta el límite de salida, o deje de integrar cuando la salida esté en los rieles. Hay varios métodos que permiten la liquidación integradora sin insertar expresiones D no físicas y sensibles al ruido.

      • Dax dice:

        "No quisiera someter ninguno de mis aviones a una ganancia final".

        Teóricamente, se puede concluir la ganancia final probando diferentes valores de P bajo oscilación y observando cómo se comporta el sistema y haciendo una suposición simple, ya que presumiblemente el sistema se comporta más o menos como un oscilador amortiguado donde el aumento de P tiene el efecto de excitarlo en frecuencia cada vez más alta cuando realiza un cambio de control de pasos.

  • James S. (@StripeyType) dice:

    Oh BOY hace conectores de bala y conectores de estilo T * STINK *

    Pasé y estandaricé con XT-60 por varias razones:
    * Son más fáciles de combatir precisamente por el problema de la masa térmica (y el aislamiento térmico que aporta la vivienda).
    * Están polarizados (y decentes están etiquetados en la vivienda por tiempo de alquiler)
    * Están clasificados por género, por lo que no puede conectar accidentalmente las baterías entre sí (como puede hacerlo, muy fácilmente, con conectores de bala)
    * ¡Puede montarlos en Panel y / o PCB! (esta es una característica que exploré cuando empiezo a trabajar de nuevo en mi https://la-tecnologia.io/project/398-Ridiculously-Bright-Flashlight)

    • HV dice:

      Todas estas cosas también describen un conector Deans. Aunque existen grandes diferencias entre un conector "estilo Dean" y un conector Dean eficaz. Los conectores de Connectivity Deans superan a cualquier clon que se haya hecho a partir de ellos, pero cuestan mucho más. Este es un buen ejemplo en el que las falsificaciones han arruinado la reputación de un producto, incluso para usuarios habitualmente experimentados que quizás nunca hayan usado un producto real para comparar. Si no pagó ~ $ 3 por un conjunto de conectores Deans, probablemente obtuvo falsificaciones. Con decanos falsos, el recipiente de plástico se derrite al soldarlo, y las clavijas pueden cambiar, y los resortes y contactos son una mierda terrible y pueden crecer y acortarse. Real Deans están hechos de fibra rellena con nailon muy difícil de fundir y materiales de calidad para los pasadores / resortes.

      Cambié al XT-60 en los paquetes 12S en mi helicóptero principalmente porque puede obtener un conector XT-60 de calidad por mucho menos que un conjunto decano, pero no veo los enormes. ventajas una sobre la otra calidad / funcionalidad.

      En total, todos definitivamente tendrán un favorito.

      • Adam Fabio dice:

        He estado usando conectores (verdaderos) durante décadas. Las falsificaciones son increíblemente malas en comparación con las reales.
        El único problema que tengo en los decanos es que son difíciles de soldar con un cable de medición pesado. Me gusta un poco más de separación física en el lado de la soldadura de los cables en paquetes grandes.

    • Liam Jackson dice:

      Me gustan los conectores hxt para balas. Realmente barato y las balas muy difíciles de laúd, ¡así que una pistola de aire caliente o un laúd en caliente siempre me ha funcionado!

  • David dice:

    Simplemente no entiendo cómo alguien podría confundir el silicio con la silicona. ¿Cómo podrían dos cosas ser más diferentes?

    • Adam Fabio dice:

      ¡Reparado! buena atrapada.

    • pcf11 dice:

      Te das cuenta de que la silicona está hecha de silicona, ¿no?

  • Pedro dice:

    Aconsejaría leer una conferencia y un buen libro sobre controladores PID o dominarlos en general. La explicación anterior no es del todo descabellada, pero simplemente no es tan simple. Demasiado breve: depende mucho de lo que realmente controle, lo que ingrese y elabore y básicamente la descripción (física) del sistema a controlar ...

    • Adam Fabio dice:

      Tienes razón. Intento mantener la explicación simple desde el punto de vista del propietario de un dron que solo quiere configurar su máquina. Si alguien quiere escribir un ciclo PID desde cero, una conferencia o un buen libro es definitivamente el camino a seguir.

      • Jonathan Redig dice:

        Brian Douglas proporciona un buen video para controladores PID fácil de entender. http://www.youtube.com/watch?v=XfAt6hNV8XM&feature=share&list=PLUMWjy5jgHK3j74Z5Tq6Tso1fSfVWZC8L&index=19
        Proporcional - Integral - El controlador diferencial controla las superficies de control del dron mientras que un filtro Kalman toma las entradas de posición y velocidad para filtrar el ruido del sensor y determinar la ubicación y la velocidad (gps, altímetros, sensores de velocidad del aire, etc.).

  • joee dice:

    Corté / taladré agujeros en un bloque de madera para acomodar decanos y conectores de bala. Relleno los conectores de bala con soldadura y luego inserto el cable de estaño. Funciona todo el tiempo. Ahora solo trato de soldar directamente mis cables cuando sea posible y nunca uso conectores de bala en las baterías.

  • timmy dice:

    Adam Fabio: puedes usar un formulario de contacto en abusemark, si realmente necesitas uno para probar, veré si puedo encontrar algo adicional ...

    • Adam Fabio dice:

      Tim te dejo un mensaje ahí

  • MrTrick dice:

    A cualquiera que escriba un código de control PID, no puedo recomendarlo lo suficiente;
    http://brettbeauregard.com/blog/2011/04/improving-the-beginners-pid-introduction/

    Gradualmente pasa por todos los pasos para pasar de una implementación PID ingenua a algo anti-bala, incluido el manejo de problemas finales, el reemplazo manual, todo tipo de cosas.

  • Marty Lawson dice:

    Además, puede poner unidades físicas reales en ganancias PID. Para un controlador angular de 2 órdenes, "P" tiene unidades de Nm / rad, de lo contrario, es lo mismo que el resorte. "D" tiene unidades de Nm / (rad / s) o las mismas unidades que un amortiguador giratorio. "I" tiene unidades de Nm / (rad-s), esto no tiene un componente análogo, pero se puede medir experimentalmente.

    Al igual que con un oscilador armónico físico de masa-resorte, si desea acelerar la respuesta mientras mantiene una respuesta de hidratación aproximadamente crítica, debe aumentar AMBAH las expresiones "P" y "D". Por supuesto, las limitaciones del verdadero sistema de control pueden verse obstaculizadas rápidamente. El término "D" en particular puede ser difícil de implementar sin mejorar el ruido sensorial. (la mejor solución es utilizar un modelo de sistema para implementar un observador. El término "D" se basa en el observador, mientras que el controlador del observador le permite cambiar un rechazo del sistema por un ruido más bajo)

    Tampoco he visto un sistema todavía en el que el término "yo" estabilice aún más el sistema. Siempre ha tenido un efecto neutral o desestabilizador, que debe equilibrarse con la mejora del rechazo de perturbaciones de baja frecuencia inherente al término “I”.

    En cuanto a la liquidación de la integración, mi forma favorita de lidiar con ella es simplemente anular el integrador "I" cada vez que el sistema está sobrecargado. Si el sistema no puede presionar más, la acumulación de correcciones de errores pasados ​​solo logra una recuperación más prolongada después de la sobrecarga.

  • Galane dice:

    Ese avión tiene que mostrarse en el Smithsonian durante un tiempo.

    ¿Cómo se llama el museo más grande del Imperio? El sithsoniano.

  • Inductor inverso dice:

    ¿Alguien sabe dónde puede obtener planes para el tam5?

  • Andrés dice:

    Ya sabes, si tienes un montón de tornillos demasiado largos, puedes usarlos como materia prima para acortarlos. Suscríbete a mi boletín y te mostraré cómo es posible.

    También es necesario comprimir los conectores. Es lo correcto, pero déjame adivinar, la "herramienta adecuada" es demasiado cara, ¿verdad?

    • Adam Fabio dice:

      No me importa acortar los tornillos de rosca gruesa, pero cortar tornillos de acero con rosca en aluminio puede plantear problemas, incluso si se usa una tuerca para eliminar la baba.

      En cuanto al enganche, tengo varios ganchos "costosos" a mano para cosas como conectores berg y AMP. El estándar general en RC para balas y conectores de batería son copas de soldadura. A menos que uno quiera optar por conectores PowerPole (que no son los mejores para esta aplicación), simplemente no hay una solución disponible.

  • Andrés dice:

    Aquí está mi descripción simple de P, I + D, hay algunos puntos en los que estoy totalmente en desacuerdo con la mayoría de los tutoriales de configuración del piloto automático e incluso con este artículo:

    P: esto es bastante claro, gobierna la velocidad de respuesta a la variable de control (orientación cuádruple) desequilibrada. Pero al contrario de lo que dicen todos estos “expertos”, no hay ningún valor demasiado alto para P. Demasiado bajo == respuesta demasiado lenta, demasiado alto == aumentar D, debería hacerse.

    E: esto es muy útil, solo mantenga el valor muy bajo, ni siquiera tendrá que preocuparse de que sea una fuente de osciladores. Es lo que hace que el helicóptero haga diferencias entre los motores y las hélices (puedes incluso 4 motores y accesorios completamente diferentes), y permite que el centro de gravedad esté casi en cualquier lugar. "Calibra" el controlador de vuelo de acuerdo con los parámetros físicos de su vehículo. Baja == calibración lenta, alta == calibración más rápida. 0.01 es bastante alto.

    D: el parámetro "mirar tan lejos en el futuro", desactiva los osciladores. Hay varias formas de determinar el valor ideal. Cada valor de P tiene un buen valor correspondiente de D. Demasiado bajo para su P == oscilación, demasiado alto == convergencia ligeramente más lenta, pero no es un gran problema.

  • Andrés dice:

    Tenga en cuenta también que en un avión las cosas se vuelven más difíciles, ya que la respuesta al operar una superficie de control depende de la velocidad actual. No puede usar un P o D fijo, deben dividirse por la velocidad del aire del sensor de pitotubo.

Eva Jiménez
Eva Jiménez

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