Quadcopter PID Tuning Guide – Teil 1

August 5th, 2015

Quadcopter PID Tuning Guide

Eines der wichtigsten Dinge beim Quadcopter fliegen / racen sind die PIDs des Flightcontrollers. Wenn diese nicht richtig eingestellt sind, kann es zu ungewöhnlichem Flugverhalten führen: z.B kann sich der Racer während des Fluges anfangen zu schütteln. Ein Quadcopter mit getunten PIDs fliegt sich erheblich leichter und besser als ohne eingestellte PIDs! Mit diesem Guide wollen wir euch helfen eure PIDs unter Kontrolle zu bekommen und dadurch mehr Spass beim Racen zu haben! Es gibt wohl nichts deprimierendes als gegen einen Baum zu knallen oder ein Gate nicht zu erwischen nur weil das Quad sich nicht richtig steuern lässt! Also auf gehts!

Was ist PID Tuning?

PID = Porportional – Integral – Derivative

Die PID-Werte geben an wie der FlightController euren Copter während des Fluges regelt. Stellt euch euren Copter als ein Brett vor. Auf diesem Brett liegt nun eine Kugel. Diese Kugel rollt nun nach links oder rechts, soll aber so schnell wie möglich wieder zurück in die Mitte. Genau diese Korrekturberechnung nimmt der FlightController mittels der PID-Werte vor.

PID Tuning – Der P-Wert (Proportional)

Der P-Wert ist der erste Wert, dem man während des PID-Tunings anpacken sollte. Er stellt in Bezug auf unsere Quadcopter die Kraft dar, mit der der PID-Controller auf Abweichungen reagiert.

Stellt euch vor, die Kugel auf dem Brett rollt 4 cm nach rechts. Der FlightController wird nun das Brett rechts um 4cm (P-Wert 1) hochheben, bis die Kugel wieder in der Mitte ist. Wenn der P-Wert 2 betragen würde, würde er das Brett so lange um 8cm hochheben bis die Kugel wieder in der Mitte ist. Abhängig von eurem Flight & PID-Controller könnt ihr natürlich auch Kommawerte verwenden.

PID Tuning – Der I-Wert (Integral)

Was P bewirkt wissen wir nun also. Jetzt geht’s um das Integral. Gleiches Beispiel wie oben, die Kugel wird 4cm nach rechts gerollt. Mittels P gleicht der PID-Controller das Brett aus, so dass die Kugel wieder Richtung Mitte landet. Allerdings schafft der PID-Controller es nicht ganz die Kugel in die Mitte zu rollen, so dass diese z.B. 1.5mm vor der Mitte stehen bleibt. Hier kommt nun I ins Spiel: dieser Wert betrachtet wie lange eine Abweichung existiert und erhöht mit der Zeit den Korrekturwert. Je höher der I-Wert ist, desto schneller reagiert der PID-Controller auf kleine Abweichungen.

PID Tuning – Der D-Wert (Derivative)

Der D-Wert ist dafür verantwortlich wie aggressiv euer PID-Controller auf eine Abweichung reagiert. Angenommen die Kugel rollt plötzlich sehr schnell nacht rechts. Der P-Wert versucht die Kugel wieder in die Mitte zu rollen, ist aber zu langsam. Hier setzt nun D an. Da das Rollen der Kugel nacht Rechts schnell vonstatten geht, beeinflusst D den P-Wert so, dass dieser aggressiver auf die Veränderung reagiert. Dies gilt für beide Richtungen, sprich Kugel rollt von der Mitte weg und Kugel rollt wieder zur Mitte hin.

Infos vor dem Tunen

Es gibt eine wichtige Sache zu wissen in Bezug auf PID Tuning. Jeder Quadcopter ist einzigartig und hat daher andere optimale PID-Werte. Natürlich könnt ihr diverse PID-Werte aus dem Internet für euer Quad verwenden, aber ihr werdet dennoch nicht drumherum kommen eure PID-Werte zu tunen um das optimale Ergebnis zu erhalten.

Ob ihr CC3D oder ein Naze32 als FlightController verwendet, spielt beim PID-Tuning keine Rolle. Es kommt auf die verwendete Firmware an, ob diese PID-Tuning unterstützt. Die populärsten wie z.B. OpenPilot,Betaflight oder Cleanflight haben PID-Controller und können somit einwandfrei getuned werden!

Links zum Thema PID Tuning

Understanding PID for Quadcopter RC – Flight behaviour