Besser nicht genau ausgewuchtet?

[Plenz]

Beim Einstellen der PID-Werte meines 3-Achsen Alexmos Controllers habe ich festgestellt, dass ich bei einer genau ausbalancierten Roll-Achse maximal P=9 einstellen kann, höhere Werte führen zu Vibrationen. Aber wenn ich ein Gewicht anbringe, das die Kamera deutlich verdrehen möchte, kann ich P viel höher einstellen. Ist das gut, oder soll ich darauf verzichten?

 

[AndreasL90]

Warum ist ein höherer P-Wert deiner Meinung nach besser?

 

[Plenz]

Keine Ahnung... weil in der Schritt-für-Schritt-Anleitung steht, man solle P bis zum Maximum erhöhen.

 

[AndreasL90]

Ja, damit ist gemeint, dass der P-Wert bis zu einem für das konkrete (!) System maximalen P-Wert gebracht werden sollte. Wenn du den Schwerpunkt des Gimbals von der Achse weg schiebst, dann handelt es sich aus regelungstechnischer Sicht um eine andere Regelstrecke, also ein anderes System.
Für die Schnelligkeit und das Einschwingverhalten des Reglers ist die Maximierung des P-Werts bis zu einem für die Güte des Reglers optimalen Wert sehr wichtig.
Ganz gut ist das im Folgenden Diagramm in der Sprungantwort zu erkennen (Variiert wird der P-Wert):

Wie man sieht, erreicht ein für das konkrete (!) System zu hoher P-Wert schneller den stationären Wert, schwingt aber mehr oder weniger stark über. Bis der Verlauf auf den stationäre Wert gebracht wird, gibt es ein Einschwingverhalten. Bei zu kleinem P-Wert nähert sich der Verlauf quasi asymptotisch an, was aber ebenfalls langsam ist.
Optimal ist ein schneller Verlauf hin zum stationären Wert; möglichst ohne Überschwinger. I- und D-Wert verbessern den Verlauf weiter, ohne jetzt genauer auf deren Bedeutung einzugehen. Es gibt mathematische Verfahren, das zu optimieren. Im Hobbybereich (Gimbal, Copter, etc.) beobachtet man das System und schraubt nach den bekannten visuellen Kriterien an den Paramtern rum.

Den Schwerpunkt des Gimbals auf dessen Achse zu legen ist daher sehr wichtig (Andere Effekte aus der Massenverteilung, wie Deviationsmomente, mal aussen vor gelassen). Die Aktuatoren haben weniger zu arbeiten; das System weißt eine bessere Dynamik auf und die vom Gimbal verbrauchte el. Leistung sinkt.

 

[Plenz]

Danke für deine ausführliche Beschreibung. Irgendwie ist mir das trotzdem alles ziemlich rätselhaft. Laut der Anleitung soll man P erhöhen, bis Vibrationen auftreten, und dann soll man D erhöhen, bis wieder Ruhe herrscht. Bei mir verstärken sich die Vibrationen aber, wenn ich D erhöhe. Soll ich dann D oder P wieder kleiner machen oder beides?

Meine Kurven sind übrigens immer abklingenden hochfrequenten Wellen überlagert

 

[yang]

Was auch noch dazukommt ist, wenn Du Gewicht unter den Schwerpunkt hängst, dann regelt sich die Kamera von selbst in die Horizontale. Aber nur solange weder die Kamera noch der Frame bewegt wird. Ist das der Fall, also praktisch immer außer beim stationären Testen, erhöht jedes zusätzliche Gewicht die Masse die von den Motoren bewegt werden muss und gegen die die Motoren kämpfen müssen.

Ich hab' mal hier was zusammengeschrieben plus kurze Videos an denen man den Effekt eines jeden Parameters sehen kann. Ist zwar nicht für den AlexMos aber das Prinzip ist ja das gleiche. Vielleicht hilft das?
http://www.olliw.eu/storm32bgc-wiki/Tuning_Recipe

 

[Charly2801]

Hallo Yang,
würde bei mir sicherlich helfen, wenn ich Englisch verstehen würde. Tu´ich aber nicht.

Gruß
Charly

 

[kinderkram]

Was Yang sagen will, ist dass die Kamera am besten tariert ist, wenn sie in jeder Position stehen bleibt, in die Du sie manuell stellst (mit stromlosen Motoren natürlich).

Ist der Schwerpunkt zu tief, schwingt die Kamera immer wieder in die Ausgangsposition zurück.
Das erschwert das Pitchen ungemein, weil die Motoren sie immer über den Schwerpunkt hinaus hieven muss. Das macht sich beim Runterpitchen auf 90 Grad oft mit einem Zittern bis zum epileptischen Zurückschnappen bemerkbar.

 

[Plenz]

In der Tat... ich habe noch mal ein bisschen gebohrt und geschraubt, und nun ist die Roll-Achse so gut wie perfekt austariert - und siehe da, die rote Kurve hat keine überlagernden Schwingungen mehr

 

[Plenz]

Es gibt mathematische Verfahren, das zu optimieren. Im Hobbybereich (Gimbal, Copter, etc.) beobachtet man das System und schraubt nach den bekannten visuellen Kriterien an den Paramtern rum.

Theoretisch müsste es doch möglich sein, dass das System sich selbst einstellt. Kamera bewegen - Kurven beobachten - Parameter ändern - das müsste eigentlich doch auch ohne menschliche Hilfe vonstatten gehen, oder?

 

[yang]

Ja und nein.

Was macht denn der Controller? Der vergleicht Ist-Zustand mit Soll-Zustand, errechnet den Fehler, konvertiert das in ein Steuersignal und damit ist der Fehler perfekt behoben. Oder auch nicht.

Was Du jetzt also suchst ist ein Algorithmus um einem Algorithmus, der nicht perfekt funktioniert, zu unterstützen. Das wird, ähm, schwierig. Lieber den ersten Algorithmus schon so bauen dass er perfekt arbeitet. Und dieses perfektionieren sind eben die PID Werte für jede Achse ermitteln sodass Masse, Steifigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit, Motorenstärke usw harmoniert. Und weil diese Dinge nie gleich sind, sind unterschiedliche PID Werte notwendig.

Edit: Das ermittlen der PID Werte könnte man automatisieren, daher das Ja eingangs. Danke Andreas für die Ergänzung.

 

[AndreasL90]

Theoretisch müsste es doch möglich sein, dass das System sich selbst einstellt. Kamera bewegen - Kurven beobachten - Parameter ändern - das müsste eigentlich doch auch ohne menschliche Hilfe vonstatten gehen, oder?

Gibts; nennt sich "Autotuning" - hat mit KFZs allerdings wenig zu tun.
Beispielweise ist so eine Funktion bei Arducopter- und, seit kurzem, bei Arduplane implementiert...
Bis auf die von FPV1 angekündigten (aber noch nicht verfügbaren) BGCs ist mir (noch) kein anderer BGC bekannt, der das kann bzw. können wird.

Edit: Ganz vergessen - DJI Ronin und MOVI können das bereits. Und im Basecam-Forum stand dazu mal, dass sie auch daran arbeiten wollen.

 

[kinderkram]

Edit: Ganz vergessen - DJI Ronin und MOVI können das bereits. Und im Basecam-Forum stand dazu mal, dass sie auch daran arbeiten wollen.

Das is auch noch nich vom Tisch. Nur machts nen Höllenunterschied, ob sich ein Haufen bezahlter Ingenieure auf wenige Kamera-/Objektivtypen beschränken können oder das Ding hinterher von ner Moebius bis zur Epic die gesamte Bandbreite abdecken soll.

Einige "Auto" Funktionen sind ja schon drin - nur funzen die bei bestimmten Setups leidlich und bei anderen garnich...

 

[Plenz]

Wieso ganze Bandbreite? Es geht doch nur darum, die Schritt-für-Schritt-Anleitung per Programm nachzuvollziehen. Man klickt auf einen Button, und die GUI verstellt die Parameter, ruckelt an der Kamera, beobachtet die Kurven und verstellt die Parameter wieder, bis sie optimal sind.