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PIDErrorTool

Bernhard Klein edited this page Jul 10, 2020 · 14 revisions

PID Error Tool

Der PID-Error (PID-Fehler) ist die Differenz zwischen der Eingabe(also das was der Copter tun soll) und der Ausgabe(also das was er tatsächlicht tut).

Der Eingang, auch Sollwert genannt, wir durch Deine Gimbals definiert und das was aus dem Empfänger im Copter ausgegeben wird. Die Einheit des Sollwertes ist im allgemeine deg/sec (Grad pro Sekunde). Also wie schnell soll sich Dein Copter in der Sekunde drehen.

Der Ausgang ist das was der Gyro bezogen auf die tatsächliche Bewegung an den FC sendet. Ein ideal eingestellter Copter ist also ein Copter, bei dem der PID-Error minimal ist.

Das macht die PID-Analyse zu einem guten Werkzeug umd die Leistung deines Copters zu bewerten.


Sobald Du im LogViewer den Button PID-Error Tool klickst wird ein neues Fenster geöffnet und es werden unmittel die Daten in für jede Achse in zwei unterschiedlichen Graphen angezeigt.

max stick deg/s (Default = 100deg/s)

Schnell Stickmanövern (z.b. bei Snap-Rolls/-Flips) erzeugen tendenziell höhere PID-Errorwerte. Da wir den Zustand des PID-Errors aber ohne diese Auswirkungen durch schnelle Mannöver erkennen möchten, umd fest zustellen wie ruhig der Copter fliegt, wurde ein Cut-Off Schalter (<100deg/s Checkbox) eingebaut. Ist dieser aktiviert werden ausschließlich Gimbal-Stickbewegungen die unter 100deg/s sind für die Berechnung berücksichtig.

Graph - PID Error Verteilung

Die Linken Graphen zeigen die Verteilung des PID-Erros (getrennt nach den Achsen), die orangene Linie repräsentiert das Logfile und die blaue Linie repräsentiert das Logfile B.


Um es kurz zu sagen, je schmaler (enger) die Kurve umso besser ist es.

In jedem der drei Achsen-Graphen siehst du oben rechts einige Werte abgebildet. s.d ist die Standardabweichung und beschreibt, wie hoch die Abweichung gemessen auf den Mittleren PID-Error ist. Das ist eine sehr gute Kennzahl um die Quantifizierung der Verteilung oder Breite der Streuung darzustellen. Es gilt je kleiner die Zahl umso weniger Streuung. je kleiner die Zahl desto besser

Die 'p'-Statistik stellt die Wahrscheinlichkeit dar, dass die beobachtete Differenz zwischen den Verteilungen auf Zufall zurückzuführen ist. Ein '*' nach der Zahl zeigt an, dass sie statistisch unterschiedlich sind (d.h. p<.05, d.h. es besteht eine Wahrscheinlichkeit von weniger als 5%, dass der Unterschied auf Zufall zurückzuführen ist).

Eine andere Möglichkeit über diese Verteilung nachzudenken ist, siehst du im nachfolgenden Bild. Es zeigt die die PID-Error Verteilung um 90Grad gedreht und daneben die PID-Errors als Liniengraphen in lila.

Du siehst das diese Werter als normalisierter summierter Graph der PID-Error-Spur (lila) dargestellt ist.


Graph - PID Error - Verteilung bezogen auf den Input

Die rechten Graphen zeigt Dir den Durchschnitt (mean) des absoluten PID-Errors über verschiedene Stick-Werte (Also INPUT). Die Motivation für eine Analyse ist, eine Abhängigkeit zwischen Input-Wert (Gimbal-Stick Bewegung (RCCommand)) und den daraus resultierenden PID-Error zu erkennen. Verwendet wird der absolute Wert des PID-Fehlers, weil sonst der Durchschnitt immer ~Null wäre.

Tendenziell führt ein größerer Gimbal-Ausschlag auch zu einem höheren PID-Error, was insbesondere bei Snap-Flips/Snap-Rolls zu erwarten ist. In solchen Fällen eilt der Sollwert dem Gyro-Output schnell voraus.


https://github.com/bw1129/PIDtoolbox/raw/master/

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