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原贴地址 https://oscarliang.com/pid-tuning-blackbox-basics/
使用黑盒子记录来进行基本的PID调试
在这篇帖子中我会分享我是如何通过Blackbox这个功能来调整PID参数，只需要按照一些简单和基础的步骤就可以把PID参数调整好。 PID参数调试是穿越机和多旋翼飞机的一个很重要的部分，如果你还是用那些老方法，比如通过观察你镜头里面的图像是否有震荡，或者飞行是否一条直线来调试PID的话，这种方式更像是一种竞猜游戏，需要不断的尝试，不断的去猜测，不断的去试错。
调试PID的新方法？ 在《Blackbox设置指南》（译者注：E文，https://oscarliang.com/setup-blackbox-cleanflight/）中，对于如何在你的穿越机上进行Blackbox的基础设置有很详细的指导。 如果你对一些PID的基础调试还有很多没有理解的地方，那么你需要阅读一下这个《理解PID参数对于多旋翼飞机的作用》（译者注：E文，https://oscarliang.com/understanding-pid-for-quadcopter-rc-flight/ 或者参考我之前翻译的Cleanflight的官方教程） 重要声明：我不是这方面的专家，我只是把我获得的经验分享给大家，如果你有更好的办法或者一些便捷的方法，请在帖子下方留言，我非常乐意能够给我更多的意见。在这种知识的分享中大家都能有收获。 我实在是有太多的PID调试经验想和大家在这里分享了，但是我希望用一些简单的来起个头，有一点你需要明白，PID调试需要花费很多的时间来调整和积累经研究。
我们需要在Blackbox里面记录一些什么？ 我的飞行测试很简单，都要不了一分钟就能完成。当然你也可以在平时的飞行中记录，然后从以下这些飞行状态中去分析： 我通常的步骤是： 1：选择手动模式 2：悬停，然后往前飞几秒钟 3：左右横滚（大约45°角度）几次 4：做一些360°横滚 5：前后俯仰（大约45°角度）几次 6：做一些筋斗 7：左右自璇（大约45°角度）几次 8：做一些360°自转
通过以下步骤来分析Blackbox的数据
常规性能检查 在进行PID调试之前，我通常都会先检查一下电机的输出。我需要确认飞机是否能够正常的飞行，否则收集到的Blackbox数据很可能是无效的。 我会查看飞机悬停时的数据，每个电机的输出是否在相近的水准上，如果不是，那么你需要检查以下问题： 1：你的飞机重心是否在机架的中心？ 2：你的电机和桨是否存在问题？
举个例子，如果你的后部电机比前面两个电机工作的更吃力，说明你的穿越机的尾部偏重，有可能是由于你的电池偏离机架中心太多造成的。
上图中黄色箭头可以看出，后部电机明显转速要高一些
如果只有一个电机比其他电机转动的更吃力，那么需要检查桨是否坏了，或者电机是否有问题，甚至还需要检查电调。 如果在悬停的时候你的四个电机转速基本一致，那么你的多轴处于一个比较好的状态（电机，桨都非常好），并且多轴处于一个比较好的平衡状态。四个电机的转速不需要绝对一致，大致一样就可以了。
图中电机的转速基本一致，这样就很好了。
PID调试数据分析 通常通过以下几个步骤，我们可以较好的分析PID的数据 1：陀螺仪曲线是否平顺，尽可能的没有噪声和震荡 2：电机输出是否平顺，电机输出越平顺，电机工作起来就越安静，不容易发热。如果电机输出曲线有很多震荡，那么电机和电调就很容易发热，或者你的电机输出就和吃豆人一样。你的多轴会消耗更多的电力，导致你的飞行时间变短。 3：陀螺仪曲线能很好的响应遥控器的输入命令，并且没有震荡。 我通常使用这两个图表 图表1：rcCommand（遥控器输入信号），gyro（陀螺仪曲线） 图表2：PID_P，PID_I，PID_D，PID_sum
通常来说，你需要将Roll，Pitch，和Yaw分别通过上面两个图表来进行单独分析。 图表1通常用来分析你的飞机是否能够及时的响应你的遥控器输入曲线（译者注：就是查看你的陀螺仪曲线是否能够及时的跟上你的遥控器输入曲线），这张图表通常也能体现出你的PID（图表2）是如何影响陀螺仪曲线的。 图表2的PID曲线更为重要，从这里你可以分析出到底哪种PID参数是合适的（从曲线上可以定性分析出来）并且可以看出你调整了这些PID参数以后，你的飞机的飞行特性是如何产生变化的。
P 一个合适的P值，不会在陀螺仪曲线中造成太大的噪声。在合理的范围内，如果P值有一点点波动，这是正常的情况。如果P值太高，你会看到陀螺仪曲线里面会掺杂进很多噪声（译者注：我理解为陀螺仪曲线不干净，看上去有很多毛刺，波形分析上叫噪声），波动也会明显增加（缓慢的上下震荡）
D 一个合适的D值能够使得D的曲线跟随P的曲线一起变化，但是实际上P的曲线会领先D的曲线一点点，D的曲线应该和P类似。但是D值和P值相比，能够带来很多的噪声，所以尽可能保持一个较低的D值，或者降低你的“Dterm_cut_hz"(D值滤波器里面的D的切断频率，这个参数在这个帖子里面有较为详细的解释https://oscarliang.com/betaflight-firmware-setup/）
Blackbox分析举例
Roll/Pitch 的P
很显然在这个例子中，P值设置的太高了 当我进行横滚的时候，P开始震荡，并且这些摇摆影响到了陀螺仪曲线。 图中上面那个黄圈里面的陀螺仪曲线开始震荡，下面黄圈圈里面的P值曲线震荡
现在，我把P值减小 好多了，现在在陀螺仪和P值曲线里面都看不到持续的震荡了。
Roll/Pitch 的D
就像我上文中说过的那样，有两种办法来调整这个D值。一种是通过blackbox来分析数据，另外你也要从你的FPV录像中来查看，当你横滚或者筋斗结束的时候，是否有震动。如果你飞起来手感还可以，那么久不需要增加D值
这个例子中D值明显太低了。 我可以预料到，这架飞机在做比较尖锐的转弯或者筋斗的时候，一定会有一些震动 （译者注：可以观察到第二张图表中，D值曲线明显跟不上P值曲线的变化，同时也可以看到PID曲线有一点点噪声，曲线有毛刺）
图中我增加了一点点D值，可以看出来现在D值曲线能够跟上P值曲线的变化，你也许在你的曲线里面可以看到有一些噪声，但是我这张图表里面比较幸运，噪声比较少。有时候有些飞机就是会比其他飞机产生更多的噪声，通常可能是有电气或者机械方面多个因素造成的。 现在我就可以去外面飞这架飞机了，如果飞起来还有一点点震动，那么我会再增加一点点D值，如果没有我就保持当前的D值不做任何改动了。
需要注意的是，在“Roll/Pitch 的P”这一组分析图表的第二张图表里面，我也稍许增加了一点点D值。
Yaw的P和D值 和pitch和roll的调试很类似，增加P值会给你带来更好的Yaw轴的响应，但是也会增加一些超调。如果你的Yaw轴会慢慢的漂移，那么你需要增加一些I值。我的操作手法里面，我希望尽可能保持一个较低的I值（其他大神的操作手法不一样，会用一个很高的I值来使得多轴的Yaw响应非常迅速，有一点点机械感）。D值的调法也一样，我通常也给出5~10这样很小的值。（很多大神里面D值干脆是0，貌似也木有啥关系）。 在下图中，Yaw的P值有一点点的震荡，但是如果你飞起来没有什么影响，那就没有什么关系。如果你的YawP曲线有震荡，通常表示你飞机对于Yaw轴的输出还不够强悍（译者注：可能需要增大一些P值，或者减小一点Yaw的Rate值，我瞎猜的）。 我注意到这样一个现象，小机架，小螺距桨，高KV值电机，这种多轴的Yaw曲线更干净。这似乎表明Yaw轴的震荡，和飞机是否具有足够的Yaw轴转向能力有关。
上图是我的EVO250机架，使用6045桨，KV1960的电机
这是我的Ghost220机架，使用5045桨，KV2300电机
两架飞机飞起来手感都很好，Yaw轴的震荡并不是世界末日。我尝试把我250机架的YawP降低以后，的确震荡少了，但是飞机的转向响应也变差了。
对于PID调试需要更多帮助？ 如果你需要帮助，加入我们的讨论组，并上传你的曲线。
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发表于 2016-10-6 00:09:52
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