Dubbi algoritmo PID

[G.Electro]

Ciao a tutti,
vorrei implementeare l'algoritmo PID nel software del mio quadricottero per stabilizzarne l'assetto. Come scheda di controllo uso una Raspberry PI.
Vorrei partire implementando il proporzionale, ovvero la P, che ho capito essere il prodotto fra la costante P ed e(t) dove e(t) è l'errore in un determinato istante che è dato da angolo_voluto-angolo_attuale.
Ebbene i miei dubbi sono:
-la costante P come la ricavo?
-dovrò avere due PID, uno per il rollio e uno per il beccheggio, giusto?
-il risultato dell'operazione che ho descritto sopra, che cos'è? Come lo uso?

Grazie

[blackfede]

Gioblu robotics | Che cos'è l'algoritmo PID | Correzione, Pid, Serial, Float, Fall

[G.Electro]

Gioblu robotics | Che cos'è l'algoritmo PID | Correzione, Pid, Serial, Float, Fall

Già letta e stra letta, ma non riesco ad arrivare ad una conclusione

[blackfede]

Puoi anche contattarlo gioblu, e' un tipo simpatico che conosco personalmente

[G.Electro]

Puoi anche contattarlo gioblu, e' un tipo simpatico che conosco personalmente

Come lo contatto? Dici che mi risponde se gli scrivo sulla mail che indica nel suo sito?

[danveal]

Ciao a tutti,
vorrei implementeare l'algoritmo PID nel software del mio quadricottero per stabilizzarne l'assetto. Come scheda di controllo uso una Raspberry PI.
Vorrei partire implementando il proporzionale, ovvero la P, che ho capito essere il prodotto fra la costante P ed e(t) dove e(t) è l'errore in un determinato istante che è dato da angolo_voluto-angolo_attuale.
Ebbene i miei dubbi sono:
-la costante P come la ricavo?
-dovrò avere due PID, uno per il rollio e uno per il beccheggio, giusto?
-il risultato dell'operazione che ho descritto sopra, che cos'è? Come lo uso?

Grazie

Detto il più semplicemente possibile
Proll = ( segnale radioroll - lettura angolo roll calcolato tramite l'integrale del giroscopio fuso con il dato dell'accelerometro ) * K

Dove K è un valore che attribuisci manualmente per regolare il processo in modo che non oscilli

Proll sarà il valore PWM da aggiungere al motore di sinistra e togliere dal motore di destra o viceversa al seconda del segno ottenuto

Ovviamente tutto deve essere scalato in modo da ottenere i valori corretti nel range 1160 - 1900 uS che sarebbe il range pwm da inviare all' esc dei motori

[G.Electro]

Detto il più semplicemente possibile
Proll = ( segnale radioroll - lettura angolo roll calcolato tramite l'integrale del giroscopio fuso con il dato dell'accelerometro ) * K

Dove K è un valore che attribuisci manualmente per regolare il processo in modo che non oscilli

Proll sarà il valore PWM da aggiungere al motore di sinistra e togliere dal motore di destra o viceversa al seconda del segno ottenuto

Ovviamente tutto deve essere scalato in modo da ottenere i valori corretti nel range 1160 - 1900 uS che sarebbe il range pwm da inviare all' esc dei motori

Ok grazie Danveal.
Valori tipici di Kp quali potrebbero essere?

Quindi, in un esempio pratico, se poniamo Kp=12, angolo voluto=-4 e angolo attuale=-45 la P sarà 41*12=492 che equivale dire aggiungere 492uS al segnale pwm di una coppia di motori e toglierli all'altra coppia, giusto?

[danveal]

Ok grazie Danveal.
Valori tipici di Kp quali potrebbero essere?

Quindi, in un esempio pratico, se poniamo Kp=12, angolo voluto=-4 e angolo attuale=-45 la P sarà 41*12=492 che equivale dire aggiungere 492uS al segnale pwm di una coppia di motori e toglierli all'altra coppia, giusto?

Si con le opportune scalature.
lo stick del radiocomando al centro ha un valore di 1500uS, supponiamo che quando lo porti a destra arriva a 2000uS mentre a sinistra a 1000uS
hai un range di 500uS per lato, supponiamo che si voglia fare corrispondere ad un angolo di 50° massimo

avrai da 0 a 50° a destra e da 0 a -50° con stick a sinistra di angolo voluto
Ora dovrai leggere l'angolo rilevato e possibilmente dovrai fare in modo che il range sia da 0 a 50°
Callcoli i P come hai scritto tu, e scali il valore ottenuto con il range PWM 1160 - 1900 che andra sommato e sotratto ai 2 motori ( destra e sinistra )

Cosideriamo un quadricottero a +
avrai un P per il roll che agisce sul motore destra e sinistra
e un P per il pitch che agira' sul motore anteriore e posteriore.
Inoltre avrai un P per lo Yaw
La componente Pyaw andra sommata ai motori orari e sottratta ai motori antiorari ( o viceversa )
Pdefinifivomotoredestra = Proll -(+) Pyaw + valore del gas
Pdefintivomotoresinsitro= (-)Proll +(-) Pyaw + valore del gas
I segni sono importanti cosi' come il senso di rotazione delle eliche 2 orarie e 2 antioriarie.
Comunque e' un argomento un po lungo da sviluppare in un forum

[G.Electro]

Si con le opportune scalature.
lo stick del radiocomando al centro ha un valore di 1500uS, supponiamo che quando lo porti a destra arriva a 2000uS mentre a sinistra a 1000uS
hai un range di 500uS per lato, supponiamo che si voglia fare corrispondere ad un angolo di 50° massimo

avrai da 0 a 50° a destra e da 0 a -50° con stick a sinistra di angolo voluto
Ora dovrai leggere l'angolo rilevato e possibilmente dovrai fare in modo che il range sia da 0 a 50°
Callcoli i P come hai scritto tu, e scali il valore ottenuto con il range PWM 1160 - 1900 che andra sommato e sotratto ai 2 motori ( destra e sinistra )

Cosideriamo un quadricottero a +
avrai un P per il roll che agisce sul motore destra e sinistra
e un P per il pitch che agira' sul motore anteriore e posteriore.
Inoltre avrai un P per lo Yaw
La componente Pyaw andra sommata ai motori orari e sottratta ai motori antiorari ( o viceversa )
Pdefinifivomotoredestra = Proll -(+) Pyaw + valore del gas
Pdefintivomotoresinsitro= (-)Proll +(-) Pyaw + valore del gas
I segni sono importanti cosi' come il senso di rotazione delle eliche 2 orarie e 2 antioriarie.
Comunque e' un argomento un po lungo da sviluppare in un forum

Ok ho capito, grazie.

Ascolta ma dove hai trovato che il range pwm è fra 1160 e 1900? Io in tutte le discussioni che ne parlano trovo scritto che il range è da 1000us a 2000us, con un impulso ogni 20ms, quindi frequenza di lavoro a 50Hz e passo minimo di incremento di 10us.

[G.Electro]

Si con le opportune scalature.
lo stick del radiocomando al centro ha un valore di 1500uS, supponiamo che quando lo porti a destra arriva a 2000uS mentre a sinistra a 1000uS
hai un range di 500uS per lato, supponiamo che si voglia fare corrispondere ad un angolo di 50° massimo

avrai da 0 a 50° a destra e da 0 a -50° con stick a sinistra di angolo voluto
Ora dovrai leggere l'angolo rilevato e possibilmente dovrai fare in modo che il range sia da 0 a 50°
Callcoli i P come hai scritto tu, e scali il valore ottenuto con il range PWM 1160 - 1900 che andra sommato e sotratto ai 2 motori ( destra e sinistra )

Cosideriamo un quadricottero a +
avrai un P per il roll che agisce sul motore destra e sinistra
e un P per il pitch che agira' sul motore anteriore e posteriore.
Inoltre avrai un P per lo Yaw
La componente Pyaw andra sommata ai motori orari e sottratta ai motori antiorari ( o viceversa )
Pdefinifivomotoredestra = Proll -(+) Pyaw + valore del gas
Pdefintivomotoresinsitro= (-)Proll +(-) Pyaw + valore del gas
I segni sono importanti cosi' come il senso di rotazione delle eliche 2 orarie e 2 antioriarie.
Comunque e' un argomento un po lungo da sviluppare in un forum

Una cosa non ho capito: come faccio a fare in modo che l'angolo rilevato sia massimo di 50°? Cioè, in linea teorica, il qc in volo può avere anche un angolo maggiore come 60° o 70°.

Seguendo il tuo ragionamento basta porre Kp=20, in questo modo:
-errore 0°, P=0
-errore 1°, P=1*20=20us
-errore 50°, P=50*20=1000us
E' giusto il ragionamento?

Ah altra cosa, ma dove hai trovato che il range pwm è fra 1160 e 1900? Io in tutte le discussioni che ne parlano trovo scritto che il range è da 1000us a 2000us, con un impulso ogni 20ms, quindi frequenza di lavoro a 50Hz e passo minimo di incremento di 10us.

[G.Electro]

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[danveal]

Una cosa non ho capito: come faccio a fare in modo che l'angolo rilevato sia massimo di 50°? Cioè, in linea teorica, il qc in volo può avere anche un angolo maggiore come 60° o 70°.

Seguendo il tuo ragionamento basta porre Kp=20, in questo modo:
-errore 0°, P=0
-errore 1°, P=1*20=20us
-errore 50°, P=50*20=1000us
E' giusto il ragionamento?

Ah altra cosa, ma dove hai trovato che il range pwm è fra 1160 e 1900? Io in tutte le discussioni che ne parlano trovo scritto che il range è da 1000us a 2000us, con un impulso ogni 20ms, quindi frequenza di lavoro a 50Hz e passo minimo di incremento di 10us.

L'angolo attuale e' quello rilevato dall'algoritmo di calcolo che fa uso dell'accelerometro e del giroscopio e ovviamente puo' assumere valori superiori ai 50° ma il discorso e' che il pid lavora sull' angolo desiderato, cioe' il valore letto dallo stick del radiocomando, in relazione all'angolo rilevato.
Quindi lo stick ha un range PWM che deve essere convertito in angolo
se hai un range PWM di 500 uS e lo scali per avere da 0 a 200° avrai una risoluzione piu' grossolana rispetto ad un range da 0 a 80°, era un esempio.
Bisogna distinguere il range del segnale radio da quello utile agli esc.
Il segnale utile agli esc e' generato dalla scheda di controllo e il suo range dipende dall'esc in uso, in genere e' simile a quello che ho indicato ma con una frequenza superiore ai 50Hz, sarebbe meglio avere una frequenza intorno ai 400Hz

[G.Electro]

L'angolo attuale e' quello rilevato dall'algoritmo di calcolo che fa uso dell'accelerometro e del giroscopio e ovviamente puo' assumere valori superiori ai 50° ma il discorso e' che il pid lavora sull' angolo desiderato, cioe' il valore letto dallo stick del radiocomando, in relazione all'angolo rilevato.
Quindi lo stick ha un range PWM che deve essere convertito in angolo
se hai un range PWM di 500 uS e lo scali per avere da 0 a 200° avrai una risoluzione piu' grossolana rispetto ad un range da 0 a 80°, era un esempio.
Bisogna distinguere il range del segnale radio da quello utile agli esc.
Il segnale utile agli esc e' generato dalla scheda di controllo e il suo range dipende dall'esc in uso, in genere e' simile a quello che ho indicato ma con una frequenza superiore ai 50Hz, sarebbe meglio avere una frequenza intorno ai 400Hz

No, allora, la libreria che mi permette di gestire gli esc tramite la scheda di controllo lavora a 50Hz, questo è ciò che c'è scritto nell'articolo che ne parla:

Di default lavora a 50 HZ (un impulso ogni 20 ms ).

La lunghezza dell’impulso da il comando al motore.

Con un impulso di 1ms =1000us , il motore sta fermo.

Con un impulso di 2ms =2000us , il motore va alla massima velocita’.

Il passo minimo di incremento e’ di 10us

Per quanto riguarda lo stick del radiocomando beh...è un bel problema, perchè io non uso un radiocomando.
La scheda di controllo si collega in wifi al mio pc (per ora veramente si collega al router, ma più avanti creerò una connessione ad-hoc) ed io gli invio i comandi tramite ssh (secure shall).
Quindi pensavo di comandarlo direttamente dalla tastiera del pc, tipo:
-premi tasto 'a': sterzata a sinistra
-premi tasto 'd': sterzata a destra
-premi tasto 'w': muoviti in avanti
-premi tasto 's': muoviti indietro

[danveal]

50 Hz non sono sufficienti.
Per quanto riguarda il range PWM ci sono alcuni esc che accettano frequenze a partire da 1100 circa fino a 1900 e altri che partono da 1200 ed arrivano a 1800.

Ciao