TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

[TomHH]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Heck ist leichgängig.
Neuen Heckservo (Savöx 265 MG)
Gyrowert gestartet mit 45.
Ich habe mit dem Gyrowert, welches Anfangs zu hoch war
(45 im Sender) Bin ich runter gegangen auf 28,5)

Heck steht soweit still. nur eben das pendeln bzw. nachfedern
Hab ne DX7s und mein HH-Mode geht von 1 - 100
und Normal -1 bis -100, 0 wäre Gyro aus

Sonst habe ich noch keine Werte verändert!

MfG
Tom

[Uwe Z.]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Bitte fuer die Eigenen Probleme, eigene Threads auf machen...

[TomHH]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Okay sorry!

Sollte ich weiterhin probleme haben, mach ich einen eig. Threads auf!

Versprochen!

Bitte fuer die Eigenen Probleme, eigene Threads auf machen...

[Uwe Z.]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Okay sorry!

Sollte ich weiterhin probleme haben, mach ich einen eig. Threads auf!

Versprochen!

War nicht böse gemeint. Sollte mehr so eine Sammlung werden für Leute die was raus gefunden haben wie man Probleme lösen kann oder an was es liegt usw. Sprich eine Sammlung an Infos die jetzt nicht in der Software selber so finden sind....

So als Hilfe für uns alle.

[LudwigX]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Ich versuche mich mal daran zu erklären was ein PID Regler überhaupt ist, warum es überhaupt verschiedene Anteile gibt und welche verschiedenen Aufgaben und Auswirkungen diese Anteile auf unser System haben. Damit lassen sich auch leicht einige Mythen rund um Gyros und FBL Systeme aufklären.

Ein paar grundlegende Begriffe:
Empfindlichkeit: MMn ist das leider ein sehr schlecht gewähltes Wort, ich würde empfehlen wann immer möglich das englische Wort Gain zu verwenden.
Die Empfindlichkeit steuert nicht wie sensibel ein System an sich reagiert. Der Gain ist ein Multiplikator für die Ausgangsgröße. Als Beispiel: Ich drehe den Heli um 10 Grad. Bei einem Gain von 20% wird das Servo um 5 Grad verstellt. Habe ich den Gain auf 40% stehen, wird das Servo um 10 Grad verstellt. Setze ich den Gain auf 0% wird das Servo überhaupt nicht verstellt.
Aus diesem Grund pendelt ein Heck auch, wenn ein Gain zu hoch eingestellt ist: Der Heli dreht sich ganz leicht. Der Gyro lässt das Heckservo so stark dagegen arbeiten, dass der Heli über den ursprünglichen Wert hinaussteuert, der Gyro merkt dass er zu viel gesteuert hat und bremst daraufhin das Heck stark ab und lässt es in die andere Richtung zu weit raussteuern.


Die PID Regler stammen ursprünglich aus der Schifffahrt. Man hat damals nach einem System gesucht, welches ein Schiff automatisch steuern konnte. Um solch ein System zu entwickeln hat Nicolas Minorsky die Steuermänner auf den Schiffen beobachtet und dabei eine wichtige Entdeckung gemacht: Die Steuermänner steuern das Schiff nicht so, dass sie nur der aktuelle Kurs (P) korrigiert wird. Sie beachteten auch welche Auswirkungen die Steuerfehler der Vergangenheit hatten und korrigierten diese (I); und sie beachteten auch mit welcher Geschwindigkeit sich der Fehler jetzt gerade im Moment vergrößert oder verkleinert (D).

Der PID Regler hat immer nur einen Wert, den er messen kann (P), aber aus diesem Wert lassen sich die I und D Werte errechnen. Diese werden dann getrennt voneinander genutzt, und jeder Anteil kann über einen eigenen Anteil funjustiert werden. Zusammen werden sie genutzt um das ganze System zu stabilisieren.

Der proportional Anteil:
Der P-Anteil misst den aktuellen Wert. Zum Beispiel die aktuelle Drehrate an unserem Heli. Wenn die Drehrate am Heli nicht mit dem übereinstimmt was vom Sender vorgegeben wird, steuert er das Servo an damit die Drehrate wieder eingehalten werden kann.
Da das Regelsystem immer einen kleinen Moment braucht, bis es reagiert hat, wird zwar die Drehrate an sich konstanter gehalten, aber entstandene Fehler werden nicht auskorrigiert. Genau aus diesem Grund driftet ein falsch eingestelltes Heck im Normalmode (P ist an, I und D sind aus):
Heli dreht sich in eine Richtung -> Gyro steuert das Servo an um die Drehrate zu korrigieren -> Heli dreht sich langsamer -> Gyro steuert das Servo weniger stark an -> Heck dreht wieder. Nach einigen Zyklen stellt sich eine konstante Drehrate ein. Da das ganze viele Male pro Sekunde passiert, können wir den Vorgang an sich nicht sehen und nehmen ihn als konstanten Drift wahr.
Der P-Anteil ist wichtig um begonnene Drehungen zu erkennen und diese zu stoppen.

Fliegen wir dagegen im Heading-Lock Modus schaltet sich der Integral-Anteil dazu. Ich hatte schon geschrieben, dass der I-Anteil die Auswirkungen der vergangenen Fehler korrigieren soll.
Mathematisch betrachtet ist der I-Anteil hier die Summe der Fehler über die Zeit.
Das bedeutet: Der Gyro misst mehrere hundert Male pro Sekunde wie schnell sich das Heck dreht. Der Gyro weiß außerdem wie lange sich der Heli mit welcher Geschwindigkeit gedreht hat. Daraus errechnet er wo sich der Heli nun relativ zur Ausgangslage befindet.
Das ganze funktioniert fast so wie die Kilometerzähler im Auto: Der misst auch nicht die tatsächlich gefahrene Strecke, sondern weiß nur wie lange das Auto wie schnell gefahren ist und rechnet das zusammen. Ihr fahrt ne halbe Stunde mit 60 km/h und nochmal 2 Stunden mit 80 km/h. Sind zusammen 190km.
Das gleiche macht der Gyro mit der Drehrate: Der Heli dreht sich eine Sekunde mit 1 Grad/s nach links und 2 Sekunden mit 3 Grad/s nach links. Nun hat sich der Heli insgesamt um 7 Grad nach links gedreht. Glücklicherweise können die Gyros das in beide Richtungen:
Wir drehen uns 1 Sekunde mit 1Grad/s nach links und danach 2 Sekunden mit 3 Grad/s nach rechts -> Der Heli hat sich insgesamt um 5 Grad nach rechts gedreht.
Das ist etwas einfach dargestellt. Aber im Prinzip machen die Gyros das so, nur eben mehrere hundert male pro Sekunde.
Was macht jetzt der I-Anteil?
Im Prinzip macht der genau dasselbe wie der P-Anteil. Er nutzt aber nicht die aktuelle Drehrate als Basis um das Servo anzusteuern, sondern die aktuelle Ausrichtung des Helikopters. Und genau deswegen bleibt ein Heckservo im HH-Mode auch stehen, wenn man den Knüppel loslässt:
Ihr initialisiert den Heli und lasst ihn am Boden stehen. Nun steuert ihr den Knüppel so, dass sich der Heli 3 Sekunden lang mit 30 Grad/s drehen soll. Danach lasst ihr den Knüppel los.
Der P-Anteil stimmt: Die angestrebte Drehrate beträgt nun 0 Grad (Knüppel ist ja wieder in Mittelstellung)
Aber: Der I-Anteil ist komplett falsch. Der Gyro hat mitgerechnet und weiß, dass die Ausrichtung des Helis um 90 Grad falsch ist. Deswegen steuert immer noch, das Heckservo an um die vergangenen Fehler auszugleichen (D.h. das Heckservo bleibt an anderer Stelle stehen). Je höher die Abweichung und je höher der Gain ist, desto stärker wird das Servo angesteuert. Wenn wir den Heli jetzt um 90 Grad in die zuvor gesteuerte Richtung drehen, geht das Heckservo wieder in seine ursprüngliche Position.
Der I-Anteil ist besonders wichtig für konstante Fahrtpiruetten, den Rückwärtsflug und den Seitwärtsflug.
Ich lese öfters, dass der I-Anteil "langsamer" arbeitet als der P-Anteil. Das stimmt so nicht. Der arbeitet genauso schnell und steuert das Servo auch genauso oft an wie ein P Anteil. Er funktioniert nur eben nach einem anderem Prinzip, das dafür sorgt, dass der Helisich über den I-Anteil langsamer dreht.

Kommen wir zu dem Derivative-Anteil. Nehmt den aber bitte besonders bei den Gyros nicht allzuwörtlich, da sehr viele Gyros den nicht so umsetzen wie ich ihn nun beschreibe, sondern einfach nur für das Abstopp- und Anlaufverhalten die Servoausschläge erhöhen.
Ich versuche den D-Anteil mal vom P-Anteil abzugrenzen:
Der P-Anteil misst wie schnell sich sich der Heli gerade dreht. Der D-Anteil misst wie schnell das Heck beschleunigt oder abbremmst. Ich verwende dazu nochmal den Autovergleich: Wenn ihr eine Vollbremsung macht, würde der D-Anteil nach oben schießen. (Quasi die Kraft, die euch nach vorne ins Lenkrad drückt ist der D-Anteil).
Der D-Anteil kann genutzt werden um bereits bei kleinen Veränderungen des Eingangs eine starke Veränderung am Servo zu bewirken: D.h. Ihr schwebt ruhig und bewegt den Stick nun in eine Richtung. Mit einem kleinem D-Anteil beschleunigt das Heck eher sanft. Mit einem hohem D-Anteil gibt der Gyro kurzzeitig ein hohes Signal an das Heckservo aus: Der Heli schießt quasi sofort los; die gewünschte Beschleunigung ist fast sofort erreicht und der Heli nimmt das Servo so stark zurück, dass es nun mit der gewünschten Drehrate weiterdreht. Dasselbe passiert auch beim Abstoppen.

Warum ihr das nicht allzu wörtlich nehmen sollt:
Viele Gyros steuern nutzen den D-Anteil eher als Direktanteil. D.h. es wird einfach ein gewisser Servoausschlag am Regelsystem VORBEI mitgegeben, damit das System schnell beschnleunigt und stoppt.
Der wichtige Unterschied ist, dass der D-Anteil immer mit dem Regelsystem arbeitet und auch Fehler auskorrigieren kann (kommt am Heck nur selten in einem nennenswerten Umfang vor, daher ist es eig. egal). Aber: Wenn der D-Anteil einen Fehler auskorrigiert, so steuert der auch dort das Heck kurz, aber heftig an. Daher ist das in vielen Fällen sogar eher unerwünscht.

P.S. Gibt gleich noch mehr

[Taumel S.]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Die PID Regler stammen ursprünglich aus der Schifffahrt. Man hat damals nach einem System gesucht, welches ein Schiff automatisch steuern konnte. Um solch ein System zu entwickeln hat Nicolas Minorsky die Steuermänner auf den Schiffen beobachtet und dabei eine wichtige Entdeckung gemacht: Die Steuermänner steuern das Schiff nicht so, dass sie nur der aktuelle Kurs (P) korrigiert wird. Sie beachteten auch welche Auswirkungen die Steuerfehler der Vergangenheit hatten und korrigierten diese (I); und sie beachteten auch mit welcher Geschwindigkeit sich der Fehler jetzt gerade im Moment vergrößert oder verkleinert (D).

Gute Erklärung. Da kommt mir die Frage, warum so ein System nicht neben P, I, D auch noch einen Faktor Intelligenz mitbringt, der quasi selbstlernend einen überschießenden P-Faktor korrigiert oder zumindest dämpft.

[rc2013]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Ihr bewegt das Heck hin und her mit dem Knüppel und ihr habt auf beiden Seiten beim Stopp ein wackeln im Stopp. Dann bitte D erhöhen bis das weg ist.

? Das gilt auch, wenn der Heli z.B. nach einer Pirouette nicht sauber abstoppt, also praktisch ein Stück zurück korrigiert?
Gruß
Thomas

[fireball]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Ich versuche mich mal daran zu erklären was ein PID Regler überhaupt ist

Es wäre mehr als wünschenswert, das so ins Wiki zu übernehmen oder das Post als gepinnten Thread irgendwo auszugliedern. Die Erklärung finde ich (zumindest vor vorhandemem Hintergrundwissen) sehr ordentlich.

[LudwigX]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Gute Erklärung. Da kommt mir die Frage, warum so ein System nicht neben P, I, D auch noch einen Faktor Intelligenz mitbringt, der quasi selbstlernend einen überschießenden P-Faktor korrigiert oder zumindest dämpft.

Das ist mehr oder weniger Fluch und Segen eines PID-Regelsystems.
Ein PID Regler ist sehr vielseitig und funktioniert mit vielen Systemen hervorragend. Er hat aber immer ein Problem:
Der PID Regler kennt nur seine Eingangs und Ausgangsgröße. Der PID Regler weiß nie wie er in welchem System eingebunden ist. Konkret am Heck also: Der PID Regler hat keine Ahnung wie viel Drehzahl anliegt, wie große deine Blätter sind, u.s.w. Damit eine Intelligenz gut arbeiten könnte, muss sie aber auch von außen anliegende Einflüsse erfassen und auswerten können (z.B. Wind, Luftwiderstand, Servogeschwindigkeit, u.s.w). Das ist leider so komplett nicht möglich.
Bei PID Reglern bedient man sich daher gerne mit "Feed Forward". D.h. für bestimmte Dinge wird einfach sofort eine Ausgangssignal am Regelsystem vorbei geschleift. Konkret am Heli ist das z.B. ein TS-Direktanteil oder z.B. auch DMA für das Heck oder das Abstoppverhalten.

? Das gilt auch, wenn der Heli z.B. nach einer Pirouette nicht sauber abstoppt, also praktisch ein Stück zurück korrigiert?

Ja. Das musst du über den D-Anteil korrigieren. Ich bin mir nicht sicher warum man das bei nem Brain hoch stellen muss. Bei nem MB musst du das beim ßberschwingen senken (Drehpoti 3 gegen den Uhrzeigersinn)

Es wäre mehr als wünschenswert, das so ins Wiki zu übernehmen oder das Post als gepinnten Thread irgendwo auszugliedern. Die Erklärung finde ich (zumindest vor vorhandemem Hintergrundwissen) sehr ordentlich.

Ich werde später noch ein paar Dinge ergänzen. Den Text überarbeite ich dann nochmal und stelle ihn so ins Lexikon.
Meint ihr der passt soweit? Ich finde den im Moment ziemlich lang, würde den aber ungern kürzen.

[fireball]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Komplexe Zusammenhänge brauchen ausführliche Erklärungen, so ist es nunmal leider

[rotation]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Was ich nicht verstehe:
Uwe schreibt, dass er erst die Empfindlichkeiten raufsetzt, Dynamik, I, D, und dann erst DMA.
Hat die Regelung nicht viel bessere Chancen, wenn man erst DMA im Normalmodus erfliegt (Pitch senkrecht nach oben, Heck dreht nicht weg) und anschließend sich um maximale Empfindlichkeit ohne ßberschwingen kümmert?

Grüße
Jan

[fireball]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Doch hat sie generell, weil der I-Anteil der Regelung dabei entlastet wird. Ohne eine gewisse Grundeinstellung wird man aber auch mir DMA keine zufriedenstellenden Ergebnisse erzielen, zumal der Normalmode sich eigentlich eh nur dadurch von HH unterscheidet, dass der Integrator ein Stück weit automatisch abbaut über die Zeit und nicht nur durch die Regelung.

[LudwigX]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Komplexe Zusammenhänge brauchen ausführliche Erklärungen, so ist es nunmal leider

So dachte ich mir das auch. Falls ihr dennoch Vorschläge habt was man noch verändern könnte oder was bisher unklar ist: ruhig her damit.


Zu den Ergänzungen:
Ich habe versucht das PID Regelsystem allgemein darzustellen. Gelang mir nicht ganz so gut wie erhofft. Der Vorteil, dass hier fast jeder das Prinzip hinter dem Heckrotor kennt war ziemlich hilfreich. Ich wollte damit eigentlich klar machen, dass es PID Regler nicht nur am Heck gibt. Die sind in den verschiedensten Geräten verbaut. Z.B. funktioniert ein Governor am Regler nach demselben Prinzip (nur dass I und P Anteil sehr gering sind). Ein Tempomat im Auto funktioniert so, Kurskorrektur in der Schifffahrt (besonders auch für Uboote), Klimaautomatik, Heizungssteuerung, Spannungsregelung (auch in unseren Netzteilen und Ladegeräten).

Dann noch so ein Mythos: "Wir steuern am Heck, oder mit FBL System nur noch die Drehrate".
Stimmt das? Jaein:
Also wenn das System gut eingestellt ist und alle Komponenten ordentlich funktionieren, funktioniert das Regelsystem an sich so gut, dass man das quasi bejahen kann. Es gibt aber auch Ausnahmesituationen an denen man erkennt, dass dem rein technischen gesehen nicht so ist.
Als Beispiel. Ihr fliegt sehr schnell vorwärts und versucht das Heck umzudrehen. Nun merkt ihr, dass Power am Heck fehlt. Geht in dem Fall einfach mal mit dem Heckknüppel in die Mitte. Nun passiert folgendes:
Da ihr vorher stark gesteuert habt, und der Heli stehen blieb, ist das Heck nun in einer Extremposition. Der Heli kommt aber aufgrund des Luftwiderstands trotzdem nicht weiter.
Da das Heck quer zur Fahrtrichtung steht, hat der Heli einen sehr hohen Luftwiderstand und bremst stark ab. Irgendwann ist er langsam genug, damit das Heck herumkommt.
Hier ist der Knackpunkt: Wegen des hohen I-Anteils blieb das Heck zunächst stehen wo es war, ihr habt die Steuerung herausgenommen. Laut "Mythos" müsste das Heck jetzt hier stehen bleiben. Das tut es aber nicht. Sobald der Heli langsam genug ist, damit das Heck umschlägt und der I-Anteil noch voll ist (Heck in Extremposition) schlägt das Heck noch schlagartig um, obwohl ihr gar nicht mehr gesteuert habt.
Aber: Die FBL Systeme können das auch kompensieren indem sie ienen zurückweichenden I-Anteil bekommen. So wie das z.B. viele FBL Systeme mit der TS machen (die geht zurück in die Waagerechte)

[fireball]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

Die Systeme machen das aber (imho) nicht (nur) über zurücklaufende Anteile (weil das ja auch das Heading Hold quasi abschalten würde), sodnern auch durch Begrenzung des I-Anteils. Vielleicht kann DirkS dazu mehr sagen, wie er es gelöst hat.

Uwe wird uns wahrscheinlich gleich hauen, weil wir bezüglich des Themas doch sehr OT werden... Ich hau mal den zuständigen Mod an zwecks raussplitten...

[LudwigX]

AW: TracX oder Brain... was macht was wenn man was macht P,I,D usw

sodnern auch durch Begrenzung des I-Anteils.

Stimmt natürlich. Das sieht man gut, wenn man einfach 10 Sekunden lang mit dem Heck nach rechts steuert. Die Schiebehülse ist dann am Anschlag. Man muss aber nur sehr kurz nach links steuern, damit sie wieder vom Anschlag weg geht. Ergo ist es so wie du es beschrieben hast.