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2019/06/11 23:02

さて、今回も前回に引き続きBetaFlight4.0.2のPID Tuningタブを設定していきます。


毎度お伝えしていますが、この記事で使用しているパーツはマイクロエイリアンの組み立てブログで使用しているもので、パーツリストは下記のURLでご確認頂けます。


BetaFlightセットアップ<1>下準備

https://dayscape.theshop.jp/blog/2019/04/30/182144



ちょっと前回抜けてしまいましたがMin_Dの上にひとつ区画がありました。


Angle/Horizonの区画、今回Horizonはモードスイッチにも割り当てないつもりですが、Angleモードなどで水平に戻る補正の強さと角度の上限をここで設定できます。


今回この機体ではほぼ使うつもりがないのでデフォルトのままにしておきます。



次にPID Controller Settingsですが、上からFeedforward transition。


これは前回のFeedforwardがスティックを素早く動かした時にプッシュするという話なのですが、スティックの0付近でその効果を減衰させるかどうかと言う話です。


レースの人は0が良いみたいですが、フリースタイルは0.5〜0.1にとのこと、参考にしているパイロットが0.5なので0.5ではじめてみますが、場合によっては0.2とかまで下げても良いかもしれませんね。これはレーツにも関係して来そうですね。


次にVbat PID Compensationですが、これはバッテリーの電圧に応じてPID値を変更するというもので、元気がなくなってきてもしっかり止まるみたいです。オンにします。


その下のSmart Feedforwardですが、これは右側のハテナマークを翻訳したりした結果、PとFFが同時にアクティブになっている時にどちらかの大きい方だけ有効にする事でDを上げる事なくオーバーシュートを防ぐものだそうです。


3.5ではPとDとの比較だったような、なんか思ってたのと違うかもしれない。


これはONかOFFかで大きく設定が変わってきそうですね、参考にしているパイロットがOFFなのでOFFにしてやってみようと思います。


聞いた感じ、FFとPを参照するので、フィードバックとは無関係に動作するFFの特性と矛盾するような、処理するのにPを参照する必要があるなら反応性が落ちてしまうような、そんな感じがしますが、どういう事なんでしょう。


逆に、FFの上にPがガツンと来たら大きくなりすぎてまずいのかな、ちょっと混乱して来たので、また分かったら追記します。


その下のI Term Relaxに関してはフリースタイルの場合AxesをRPに、TypeをGyroにしましょうという事なので、この設定でいきます。


次の、Integrated Yawですが、これはYawのチューニングを簡単にできる可能性があるものの実験的なオプションだそうですので、とりあえずOFFで。



次に出てくる区画がAnti Gravity ModeとAnti Gravity GainですがAnti Gravityに関しては下記

BetaFlightセットアップ<5>4.0.2Configurationタブ設定後編

https://dayscape.theshop.jp/blog/2019/06/07/224601


で設定したものの詳細設定になります。


smoothはスロットルの変化率に滑らかに比例してIの値をブーストするモードで、

Anti Gravity Gainの方はとりあえず一旦5ではじめて、違和感があったら調整します。



次に右側に目を写すと前回紹介したレーツのグラフの下に、Throttle MID、Throttle EXPOの区画があります。


これはプロポの方の設定でいうスロットルカーブの様なもので、スロットルのゾーンに応じてなだらかにしたり急にしたり出来る設定ですが、これも飛ばしてから必要なら検討します。


機体の総重量に対して推力が高いor低い場合はここの調整でコントロールしやすくなったりするハズです。



次にTPAとTPA Breakpointの設定ですが、これはスロットルが上がるにつれてPIDを減衰させて高スロットル状態での振動を防ぐ機能の最大減衰量と減衰開始位置の設定になります。


BetaFlight4.0~からはこのTPAがデフォルトでDのみに対しアクティブだそうで、もしPもアクティブにしたい場合CLIから操作が必要みたいですね。


レースの場合や、ガンガンフルスロットルにする方はこの辺の設定が重要になって来そうですね。通常、フリースタイルの場合TPAの使用量は少ないとの事ですし自分はとりあえずデフォルトのままで様子を見ることにします。上の図のイメージがそのままデフォルトですね。


その下のThrottle LimitとThrottle Limit%、これは4.0~から追加された項目のようですね。


これはフルスロットルに近い状況下で瞬間的なノイズが発生した場合、Airmodeの特性でそのノイズがその他のモーターに反射され、急激な降下が起こりオーバーシュートやモーター信号のデジタルクリッピングの原因になると。


あるとないとでは、あった方が絶対に良さそうですが、あんまりフルスロットルしないので、とりあえず一旦オフで。


飛ばしながらフライトに影響を感じない程度に設定していけば安全対策になりそうな感じがしますね。


さて、PID Tuningタブのメインは一旦ざっと見たのですが、実はこのタブにはもうひとつページがあります。


  


Profileの下辺りにPID SettingとFilter Settingをさらに選ぶタブがあり、Filter Settingを選択するとフィルターの設定画面に移動できます。


ちょっと画像が別れちゃって変な感じで表示されてるかもしれませんが、これがデフォルトの設定でした。


ちょっと考えましたがデフォルトのままで、まずテストしようと思います。


Gyro Lowpass 1 Dynamic Max Cutoffの値は理想的には機体の実際の回転数に近い値にするのが良いようなので、3インチのこの機体は本当はあげた方が良いかもしれませんが。


典型的な5インチの場合最大回転時のノイズが450-500hzであるものの、小型のプロペラの場合一般的により速いとの事です。


フィルターとはそもそも何かという話ですが、フィルターは普通にフィルターの意味です、エアコンにもフィルターが付いてますし、春に花粉を吸い込まないように付けるマスクもフィルターみたいなものですよね、そう言うイメージです。


周波数の話なので音楽とかやってた方はかなりイメージが近いと思いますが、Lowpassは文字通りLow(低い)Pass(通る)という、低い周波数帯だけ通過させるフィルターという意味で、振動や電気的原因で生じるノイズをカットしてくれるものです。


ノイズが通過してしまうと、ジャイロがノイズを検出し、PIDによって増幅されてモーターにフィードバックされますが、モーターはノイズ周波数ほど早く回転できないため、ノイズの為に流れる電気は熱を発生させ、ESCやモーターなど機器の破損に直結します。


一方で、フィルターを沢山かければ良いかと言うとそうではなく、フィルターをかければかける程動作に遅延が発生し、遅れが大きいと姿勢の維持や振動の抑制も遅れるので、プロップウォッシュの原因になるそうです。


フィルターをできるだけかけずに済むようにするには、綺麗なフレーム、モーター、プロペラ、アンテナなどの固定と、キャパシターを使用して電気的にもクリーンにする、などハードウェア的な対策が重要との事。


自分の場合は曲がったプロペラも曲げ直して使ったりもしますし、モーターも結構痛んでいる感じですし、特にこの機体はフライトコントローラーもハードマウントだし、軽量化の為にキャパシターも外してしまったので、とてもクリーンとは言えないのではないかと。


レーシングカーのように繊細なセッティングはこの場合恐らくリスクが高く、もうちょっと雑なセッティングでも飛んでくれるのが良いな。


変更できる数値なのですが、察しの良いかたはすでにお気づきかと思いますがLowpassフィルターが共通して使われている所から、パスすべき重要な部分はローにあるという事。実際、下記のTuning Notesによるとスティック入力と必要なモーター応答は全て低周波数で発生し通常は50hz未満だそうです。


https://github.com/betaflight/betaflight/wiki/4.0-Tuning-Notes


つまり、数値は上げれば上げるほどより多くの帯域をパスする為ノイズを通すリスクも高まると同時に動作は速くなり、逆に下げれば必要な帯域以外の多くの部分をフィルタリングする為ノイズを防ぐ一方遅延は大きくなると。


PT1とBIQUADではBIQUADの方が強力なフィルタリング(少ノイズ、遅延大)、PT1はその逆との事です。


Dynamicと書いてあるのは状況に応じて可変できるフィルターらしく、MaxとMinの設定がありますね。


Notchと書いてあるのはある特定の帯域だけをカットするフィルターでその範囲が狭いものの事だそうです。ピンポイント悪いノイズをカットするのに使うみたいですね。その悪い帯域の特定はBlack Boxでログをとって探す以外に方法がないのではないかと思います。


ギリギリを攻める場合はやりがいのある設定とも考えられますが、リスクもあるのでフィルター設定の変更は慎重にしなくてはならないです。


新しく調べて分かったことや間違っていた事が分かったら随時追記していきます。


ここが済めば残りはもう少しですね。そもそもアームしないとか、うまく飛ばなかったら急いで設定を見直さないといけないですが。


今回はここまで!




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