PID Tuning
OrniFlight verwendet einen PID-Controller (Proportional-Integral-Derivative), der für den Schlagflügelflug geeignet ist. Aufgrund der periodischen Natur des Schlagschubs unterscheidet sich die Abstimmung erheblich von herkömmlichen Flugzeugen.
Ornithopter PID Grundlagen
Im Gegensatz zu herkömmlichen Flugzeugen, bei denen der Schub nahezu kontinuierlich ist, schwankt der Schub beim Ornithopter mit jedem Flügelschlag. Dadurch entsteht:
- Schubwelligkeit bei Schlagfrequenz (typischerweise 5–15 Hz)
- Phasenabhängige Steuerautorität — Derselbe PID-Ausgang hat unterschiedliche Auswirkungen, je nachdem, an welcher Stelle im Hubzyklus er angewendet wird
- Gekoppelte Roll-Gier-Dynamik — asymmetrischer Flügelschub wirkt sich auf beide Achsen gleichzeitig aus
PID Bedingungen
| Begriff | Wirkung | Ornithopter-Hinweis |
|---|---|---|
| P | Proportionale — sofortige Korrektur | Verwenden Sie konservative Werte; Schwingung ist flattersynchron |
| Ich | Integrale — dauerhafte Fehlerkorrektur | Unverzichtbar für die Aufrechterhaltung der Fluglage beim Gleiten |
| D | Ableitung — dämpft Schwingungen | Auf Flügelschlagfrequenz abgestimmt, nicht auf Rahmenschwingungen |
| F | Feed-Forward — direkter Stick-to-Ausgang | Nützlich für eine klare Reaktion auf der Rollachse |
Startwerte
Für einen mittelgroßen Ornithopter (1–1,5 m Flügelspannweite):
| Achse | P | Ich | D | F |
|---|---|---|---|---|
| Rolle | 25 | 30 | 15 | 30 |
| Tonhöhe | 30 | 35 | 20 | 35 |
| Gieren | 40 | 35 | 10 | 20 |
Tuning-Verfahren
1. Rate-Tuning zuerst
Stellen Sie vor der Abstimmung von PID die Raten ein, die sich angenehm anfühlen: - Beginnen Sie mit RC Rate 0,90, Super Rate 0,65, Expo 0,30 - Passen Sie es an Ihren Flugstil und die Größe Ihres Ornithopters an
2. P-Verstärkung
Erhöhen Sie P, bis Sie eine Schwingung mit Schlagfrequenz sehen, und reduzieren Sie sie dann um 20 %: - Rolloszillation: Flügelwackeln bei Schlagfrequenz - Pitch-Oszillation: Vorwärts- und Rückwärtswippen - Gieroszillation: Schwanzwedeln synchronisiert mit den Bewegungen
3. D-Verstärkung
Erhöhen Sie D, um den Rückprall nach scharfen Steuerknüppeleingaben zu dämpfen: - Zu viel: Servo-Jitter, Überhitzung - Zu wenig: Klingeln nach Roll-/Nickstopps
4. Ich gewinne
Ich erhalte Zähler für anhaltende Drift: - Erhöhen, bis die Drift beseitigt ist - Zu viel: langsame Oszillation mit 1–2 Hz (unterhalb der Schlagfrequenz)
ONDAS Integration
ONDAS (Ornithopter Nonlinear Dynamic Aerodynamic System) moduliert die PID-Ausgabe innerhalb jedes Flügelschlags. Nach der grundlegenden PID-Abstimmung:
- Stellen Sie Cadence Gain — ein, um das Modulationsfenster auf die aerodynamisch optimale Phase zu verschieben
- Stellen Sie Ferocity P — sofortigen asymmetrischen Schubschub ein
- Legen Sie Ferocity D — vorausschauende Widerstandsausnutzung fest
- Passen Sie Balance — linke/rechte Flügelsymmetrie an
Ausführliche Informationen zum Verfahren finden Sie im ONDAS Tuning Guide.
Blackbox-Analyse
Aktivieren Sie die Blackbox-Protokollierung, um die Leistung von PID zu visualisieren. Suchen Sie nach: - P-Term-Oszillation bei Schlagfrequenz → P reduzieren - I-Term-Windup bei anhaltenden Drehungen → Reduzieren Sie I oder erhöhen Sie I-Term-Relax - D-Term-Geräusch durch Vibration → Überprüfen Sie zuerst das mechanische Gleichgewicht und reduzieren Sie dann D
Flugprofile
OrniFlight unterstützt 3 Flugprofile, die während des Fluges umschaltbar sind:
| Profil | Anwendungsfall |
|---|---|
| 1 | Standardkreuzfahrt |
| 2 | Hohe Agilität / Aggressivität |
| 3 | Effizienz / Thermiksegelflug |