Drone DIY PID impossible à régler

[molluste]

Bonjour,

Je suis actuellement en école d'ingénieur et dans le cadre d'un projet que nous avons à faire sur l'année j'ai choisi de reprendre celui du groupe de l'an passé qui était de créer un drone pour faire de la prise de vue. Le drone (en X 600mm de diag) étant finit, le groupe précédent n'a pas réussit à régler la stabilité, c'est donc le défis que je me suis lancé. J'ai eu plusieurs pistes de réflexion: la rigidité de l'ensemble, la symétrie dans l'usinage de la machine, les PID...



En bidouillant les PID il y a eu beaucoup d'amélioration mais ce n'est pas encore ça... Au début le drone oscillait beaucoup jusqu'au crache en mode accro et pire en mode stabilisé. Aujourd'hui après avoir suivi beaucoup de tuto et changer la carte de vol par une omnibus F3 j'arrive à avoir un mode accro a peu près stabilisé, pour le mode stable c'est à peu près stable du moment qu'on fait du sur place mais dés qu'on l'incline un peu il se met à osciller avec de grandes amplitudes suivant la diagonale du drone... Les tutos disent de baisser le P mais en le baissant ça oscille encore plus ! Plus je l'augmente moins ça oscillait ! De plus mes valeurs sous betaflight sont énormes par rapport à celles des configs que je trouve sur internet, je suis aux alentours de 60 alors que dans les tutos ils ne dépassent pas trop le 10 sur le P.
Voila les notes que j'ai prise au moment de l'essai tout à l'heure:

En baissant tous les P ca oscille plus (P=10 I=25)
En baissant le I pareil mais encore plus (P=10 I=15)
Oscille moins mais toujour mou(P=25 I=15)
Oscille moins mais un peu moins mou(P=25 I=25)
Oscille moins mais un peu moins mou et presque stable(P=30 I=25)
Oscille moins mais un peu moins mou plus stable(P=40 I=30)
Mieux dans l'ensemble, des que un peu de roll ca oscille, un peu pareil en pitch (P45 I30)
Encore un peu mieux (P50 I30)
Encore un peu mieux (P55 I30)
Encore un peu mieux en stabilisé sauf si on essaye de pencher en mode stabilisé mais revient stable(P60 I30)
A peu pres pareil qu'avant(P60 I35)

Avez vous des idées ? J'ai passé beaucoup de temps dessus et je commence à désespérer...

[Guillaume22]

il faut que tu distingue oscilation et vibrations

[Guillaume22]

Vibration P trop haut, oscilation i trop bas

[molluste]

Le drone ne vibre pas mais oscille !
Il faut que je l'augmente sur tous les axes ?

[discotd5]

Re.

Tu utilise quelle carte ?

A+

[molluste]

Une omnibus F3, celle ci:
https://www.banggood.com/30_530_5mm-Bet ... mds=search

[molluste]

J'ai pris cette carte car elle a un emplacement pour y insérer une carte SD afin d'enregistrer les données de vol et faire une analyse de courbe que je présenterai à l'oral, de plus je m'occupe d'un petit club de drone au sein de l'établissement visant à initier les élèves aux drones, donc cela permettra de leur faire un rapprochement entre pratique et théorie.
Cf ce tuto: https://multi-voltige.fr/viewtopic.php?f=15&t=1561

[discotd5]

Là Je ne peux pas t'aider, je ne pratique pas.
Vas voir là:


Le gars est assez clair.

Une autre démo, trés visuelle:


A+

[David]

Bonjour,

Pourquoi ne pas partir sur une carte de vol (FC) plus commun avec ce type de Multirotors ?
APM / PIXHAWK / NAZA. Sont des cartes dédiées à cela. Et elles enregistrent un journal de vol.

[Ludo44]

Bonjour,
commence par changer et équilibrer les hélices.
repart avec les paramètres par défaut et vois ce que ca donne.

[molluste]

Pour les vidéos je les avait déja vu mais mon drone n'est pas encore aussi stable ^^

Pour la carte de vol, c'est juste que je ne connaissais pas ces cartes, avant il y avait une afroflight et j'ai aussi testé avec une sp racing...

Justement avec les paramètres par défaut ça oscille !

[Guillaume22]

Il faut que tu monte ton I sur l'axe du roll et du pitch pour réduire tes oscillations, ensuite tu monte ton P jusqu'a ce qu'il vibre et tu redescend un peu

[molluste]

Il faut que je les montes simultanément ou déja le roll puis le pitch ?
Je pense qu'il faut faire les 2 en même temps vu que la frame est en X mais dans les tutos ils le font individuellement...

[furynick]

Je ne suis pas tout à fait du même avis que Guillaume, Le I permet de maintenir la correction plus longtemps ce qui a pour effet d'accélérer le temps de réaction. Ce paramètre est à régler en dernier lorsque le P et le D sont Ok.

Les oscillations (le bruit est caractéristique, ça fait wow-wow-wow-wow-wow) est effectivement un P trop élevé qui peut être atténué en augmentant le D qui est justement là pour éviter de sur-corriger.
C'est en revanche un D trop élevé qui provoque des vibrations.

Il faut donc :

• monter le P jusqu'à obtenir des oscillations
• Monter le D jusqu'à effacer les oscillations
• recommencer jusqu'à avoir des vibrations
• baisser D et P pour éliminer vibrations et oscillations
• augmenter I pour accélérer la correction

[molluste]

Le problème c'est que quand j'augmente le P les oscillations diminuent!

[Guillaume22]

A mon sens (ce que j'en ai compris) Le P c'est le maintien de position donc si trop haut il y a VIBRATION car il cherche tjs la bonne position et corrige en permanence en appliquant une force proportionnel au maintien de position le I c'est la force appliquer au retour a la bonne position. Donc si le I est trop haut on a un dépassement de position et une surcorrection et redepassement de position ce qui créer des oscillations, et si il est trop faible bah ca fait pareille mais des oscillation plus lente le quad est tou mou. Le D c'est la vitesse a laquelle on demande au quad de revenir ç ca position.

[furynick]

Nan, le P c'est le proportionnel de différence entre la consigne et l'erreur. La puissance de correction est donc proportionnelle à l'erreur.

Les oscillations ce sont les sur-corrections dues à un P trop important, elles sont atténuées pas la dérivée de l'erreur qui va avoir tendance à lisser la correction à mesure qu'on approche de la consigne.

Le I est l'intégrale qui permet de maintenir la correction plus longtemps sans quoi la consigne ne serait jamais atteinte (on réduit P à mesure qu'on approche de la consigne donc en théorie on ne peut jamais l'atteindre).

Cf. http://www.bourdons.fr/technique/glossaire/#pid c'est en anglais mais c'est suffisamment parlant pour que ce soit compréhensible.

[Guillaume22]

Je croi que c'est sur le mot oscillation que je ne te rejoint pas, pour moi un P trop important créer des vibrations, pas des oscilations. pour moi les oscilation sont plus lié a un I trop faible ou trop haut.

[Guillaume22]

Explication en francais sur laquelle je me base
Réglage Théorique du PID guide de configuration pour Multi-Rotors
Proportionnelle-Intégrale-Dérivée
Lorsque l'orientation du Multi-Rotor change dans n'importe quel axe Pitch/Roll/Yaw, les gyros indique une modification angulaire par rapport à la position initiale.
Le contrôleur du Multi-Rotors enregistre la position initiale et, en utilisant un programme de boucle "PID", Commande les moteurs pour tenter de retrouver la position initiale.
Ceci est effectué par une combinaison de l'angle de mesure de déviation, par échantillonnage des modifications dans le temps et en prévoyant la position future. Ceci fournit assez d'informations au contrôleur pour que les moteurs fassent revenir l'appareil en équilibre.

P prend la part prédominante du PID et vous permet de vous maintenir dans le périmètre de vol.

Réglages Basiques du PID - au sol
Réglez le PID aux valeurs par défaut recommandées par le fabriquant.
Posez votre Multi-Rotors au sol dans un endroit sécurisé et sans risque en l'air.
Augmentez les gaz jusqu'à ce que l'appareil devienne léger et soit prêt à décoller.
Essayez de pencher le Multi-Rotor sur chaque axe du moteur.
Vous devriez sentir une réaction contre votre pression pour chaque axe.
Changez P jusqu'à ce qu'il soit difficile de se déplacer contre la réaction. Sans stabilisation, vous estimerez qu'il vous permet de vous déplacer pendant un moment. C'est bien. Maintenant essayez en balançant le Multi-rotors.
Augmentez P jusqu'à ce qu'il commence à osciller et ensuite réduire un peu.
Modifiez P jusqu'à ce qu'il soit difficile de bouger dans la direction opposée à la réaction. Sans stabilisation, vous estimerez qu'il vous permet de vous déplacer pendant un moment. C'est bien.
Maintenant, essayez en balançant le Multi-Rotors. Augmentez P jusqu'à ce qu'il commence à osciller et ensuite réduire un peu. Répétez pour le Lacet.
Vos réglages devraient maintenant être appropriés pour le réglage de vol.

Réglages Avancés - compréhension de l'impact de P, I et D
P -
Ceci est la quantité de force corrective appliquée pour faire revenir rendre le Multi-Rotors à sa position initiale.
La quantité de force est proportionnelle à une combinaison de l'écart entre la position initiale moins une commande saisie pour changer la direction du contrôleur.
Une valeur plus importante de P créera une force plus forte pour résister à n'importe quelles tentatives de changer c'est la position.
Si la valeur de P est trop importante, l'appareil dépassera position initiale et une force opposée est nécessaire ensuite pour compenser.
Ceci crée un effet oscillant jusqu'à ce que la stabilité soit finalement atteinte ou dans des cas graves, déstabilise complètement l'appareil.

Augmentation de la valeur de P:
L'appareil deviendra plus stable jusqu'à ce que P soit trop haut et commence à osciller et perdre le contrôle. Vous remarquerez une
force résistive très forte à n'importe quelle tentative de déplacement du Multi-Rotors.

Diminution de la valeur de P:
L'appareil commencera à dériver jusqu'à ce que P soit trop bas et que cela devienne très instable. L'appareil sera moins résistif aux tentatives de changement d'orientation.

Vols Acrobatiques: Nécessitent un P un peu plus important.
Vols doux: Nécessitent un P un peu plus faible.

I -
Ceci est la période pour laquelle le changement angulaire est échantillonné et atteint en moyenne.
La quantité de force appliquée pour retourner à la position initiale est augmenté tant que l'écart existe jusqu'à ce qu'une valeur de force maximale soit atteinte.
Cela augmentera les capacités de verrouillage de direction.

Augmentation de la valeur de I:
Augmente la capacité de tenir la position initiale et réduit la dérive, mais augmente aussi le retard du retour pour retourner à la position initiale.
Diminuera aussi l'importance de P.

Diminution de la valeur de I:
Améliorera la réaction aux changements, mais augmentera la dérive et réduira la capacité de tenir la position initiale.
Augmentera aussi l'importance de P.

Vols Acrobatiques: Nécessitent un I un peu plus faible.
Vols doux: Nécessitent un I un peu plus important.

D -
c'est la vitesse à laquelle le Multi-Rotors revient à sa position.
Plus le D est important (une valeur inférieure peut être négative - c'est-à-dire en dessous de zéro) signifiera que le Multi-Rotors reviendra brusquement à sa position initiale très rapidement.

Augmentation de la valeur de D:
(souvenez-vous qu'une valeur inférieure peut être négative).
Améliore la vitesse à laquelle les écarts sont récupérés.
Une vitesse de rétablissement rapide engendrera une probabilité plus haute de dépassements et des oscillations.
Augmente aussi l'effet de P.

Diminution de la valeur de D:
(souvenez-vous qu'une valeur supérieure peut être négative).
Réduit les oscillations en ramenant n'importe quel écart à sa position initiale.
Le Rétablissement pour retourner à la position initiale devient plus lente.
Diminuera aussi l'effet de P.

[furynick]

Je croi que c'est sur le mot oscillation que je ne te rejoint pas, pour moi un P trop important créer des vibrations, pas des oscilations. pour moi les oscilation sont plus lié a un I trop faible ou trop haut.

Relis bien tes sources, tu n'es donc pas d'accord avec ce que tu proposes :

Explication en francais sur laquelle je me base
Augmentation de la valeur de P:
L'appareil deviendra plus stable jusqu'à ce que P soit trop haut et commence à osciller et perdre le contrôle. Vous remarquerez une
force résistive très forte à n'importe quelle tentative de déplacement du Multi-Rotors.

[Guillaume22]

C'est pas faux
On finit par s’emmêler les pinceaux, surtout qu'avec les racers on vole plus qu'en accro et en gros si vibration P trop haut, si ca drift I trop bas, et ca suffit pour ajuster les PID
En tout cas avec tout ca il va pouvoir faire un belle exposé

[furynick]

Il m'a fallu plusieurs mois avant de comprendre comment régler les PID.
Je n'ai vraiment compris qu'en réglant une nacelle Alexmos à l'aide des graphs et ça a été le déclic.

Quand on voit la courbe et l'influence de chaque paramètre sur cette courbe ça parait presque évident.

La vidéo avec la voiture explique très bien ces phénomènes mais effectivement, l'implémentation des PID n'est pas la même partout et sur un Racer le besoin étant très spécifique les causes et conséquences ne sont pas nécessairement les mêmes qu'ailleurs.

[molluste]

Merci à tous pour votre aide.
Je vais regarder ça lors de ma prochaine seance car le drone doit rester dans l'etablissement.
Je vous tient au courant

[molluste]

Je reviens vers vous pour vous donner des nouvelles.
J'ai eu une séance aujourd'hui mais a cause du temps pluvieux je n'ai pas pu faire les essais à l’extérieur... Je me suis donc tourné vers ce tuto pour extraire le courbes des PID:
https://multi-voltige.fr/viewtopic.php?f=15&t=1561

Avec un exemple ici en video:
https://www.youtube.com/watch?v=YnctXDr4VC8

Voila l'écran que j'ai sous betaflight:


Le problème c'est que je ne trouve pas ces 2 boutons permettant d'exporter les résultats et d'écraser les données, ma carte est une 32GO formaté en FAT32 avec une vitesse d’écriture très élevée pourtant...


Savez vous comment remédier à ce problème ?

[opossome64]

Yop !

T'as pas le bon paramètre en Blackbox logging device , tu devrais avoir "On board SD card slot" me semble .

++