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标题: 【Betaflight工具】使用Plasmatree PID-Analyzer辅助调整PID [打印本页]
作者: DusKing 时间: 2018-7-24 21:07
标题: 【Betaflight工具】使用Plasmatree PID-Analyzer辅助调整PID
Plasmatree PID-Analyzer
是近几个月GitHub社区上最火爆的Betaflight PID参数整定工具，由Plasmatree这个程序员编写的一个相当实用的PID调参工具。
如果你嫌看字麻烦，可以看一下小编的B站视频：
SmartFox小组已经翻译搬运了PID-Analyzer的全部wiki百科，给大家提供第一手原版资料。相关资料敬请翻阅SmartFOX公众号。
提示：使用本软件需要具备一定的工程控制基础，以及PID基础知识，需要可以看懂阶跃曲线图。这可以帮助你更好的理解及使用这个工具。
来，我们先来一张图恶补一下P，I，D 对于阶跃响应的作用。
如何使用：
1.下载软件。
从公众号云盘内下载打包好的工具合集，解压缩到硬盘根目录里即可。（注意路径里最好不要有中文）
百度网盘地址
下载两个文件，解压缩第一个blackbox工具到文件夹，然后复制PID-Analyzer_0.52.exe进去。
2.正确设置飞机参数。设置恰当的滤波，并关掉所有的动态影响pid的函数，
具体来说就是：
1：反重力系数设定到1；
2：D setpoint Weight =0；
3：TPA = 0；
4：电池电压补偿打开。
3.录制Blackbox黑匣子日志
左边箭头所指即为blackbox黑匣子数据页面，右上角这个表示你还有多少的黑匣子数据存储空间。
打开blackbox黑匣子数据页面，第一个箭头是选择你的存储方式，如果有板载缓存就选择板载芯片，SD卡就选择SD卡，下面箭头是你还剩余的存储空间。
同时需要选择正确的采样率，通常来说采样率越高越好，但是越高的采用率对存储空间的占用也很大，通常至少是陀螺仪采样率的1/8。这里用来做教程的这块飞控板载了125MB超大容量闪存，因此可以选择较高的采样率。
然后就去飞啊！采集数据！
无论什么飞行模式都可以，俯仰摇几下，横滚摇几下，方向左右扭扭，然后全油门爬升拉几次。程序分析的是PID的响应情况，和你使用哪种飞行模式没有关系，这样室内目视调参就可以了，当然室外飞可以采集到各种大油门下的数据会更好一些。
是的，使用PID-Analyzer来调参，你不需要戴眼镜飞！也不需要你进行猛烈打杆，集中注意力来观察FPV镜头中飞机的微小回弹变化，这是plasmatree本人的设计理念，将飞行经验和调参技术剥离。不需要长时间飞行经验的积累，也可以调整好PID。
4.导入程序
打开之前下载好的软件，双击PID-Analyzer_0.52.exe
软件需要花一定的时间来建立运行环境，这里需要耐心等待一下。
出现这个界面，就说明软件正常启动，已经可以用了
把你从Betaflight调参软件中导出的BBlog，用鼠标点选拖放到左边的程序框中。
会要求你输入飞行员名称，这个名称就是用于保存结果的文件夹，直接跳过也可以。
这里询问你是否在运算结束时显示导航窗口，直接回车。
询问你是否改变噪声图的坐标比例，保持默认回车。
软件会开始执行分析，这里需要等待一段时间。
执行完成以后，软件会生成两个浏览器的向导窗口，直接关闭即可。
如果你输入了飞行员名字，就到你那个名字下面去找生成的图片文件，如果没有写，就去tmp文件夹找结果文件。
怎么分析：
直接看下面的图像
理想的图像是这样的：（各个轴的阶跃反应图像都很干净）
或者是这样的：（略有超调，但整体跟手且第一行蓝线黄线基本完全重合）
注意！蓝色的线代表rate值低于500°/秒的滚转率情况，通常针对的是竞速，黄色线代表的是rate值高于500°/秒的滚转率情况，通常针对的是花飞。
这是需要调整的：
P值过大，导致系统过冲比较高，过冲1.5左右，可以考虑适当降低P，当然也有很多竞速飞手喜欢系统过冲带来的锁定感，不过这里来看打杆到位穿越机会有回弹。
D值不够，曲线在1.0上下飘忽，没法收敛到1，穿越机体现为飞行状态不稳定
(, 下载次数: 78)
P值不够，系统上升到1.0花了太多的时间，穿越机响应慢，不“跟手”
这是一张更明显的D值不够的图形
P，D，都有些不够，数据有一些杂乱。
P值不够，系统没法有一定的过冲。
“太麻烦了吧！这图像完全看不懂啊！我怎么知道怎么调啊！”
这张图是阶跃反应的图像。
PID控制器的实际工作可以抽象理解为阶跃函数，所以使用这样的图像可以更好的反映出PID的实际工作情况（各个参数到底都干了些什么工作、有没有达到预期效果）。
还是就着上面那张有问题的图，到底应该怎么调呢？
首先应该把D和I都降低下来（0都行！！你愿意试就试一下吧），
慢慢加P，直到图像中刚好开始产生适当多个自激振荡为止；加I，使图像整体大概收敛于1；加D，抑制掉P产生的自激震荡。
调的过程中大家肯定会有一些疑问：我怎么样才算P/D不够咋样才算超调啊？
这样就算P不够（图线特别缓慢的达到1而又没有及时敛于1），系统没有那个过冲的小尖峰。
这样就算P超调（第一个尖峰超出1太多而且后面也产生了很大的震荡），不过如果对于竞速来说，这样的图像可能正好，只需要稍稍加一点点D就可以，竞速选手偏爱一些“锁定”的感觉，需要系统有一定过冲来保持穿越机的响应。
不过对于飞花来说，当然是平滑第一，可以适当降低一点点P。
同理，这样算D不够，P值适中的震荡尖峰没有没抑制住，穿越机一直在来回纠正姿态，这样也会相当费电。
这样算D超调（响应曲线在最开始的50ms内受抑制太大，直接“蔫了”）：
看阶跃图象的方法，比之前看blackbox里面生成的数据，真的要直观太多了，当然blackbox Expoler也是很重要的分析工具，但是PID-Analyzer生成的图像更直观更容易理解。
（个人的具体调试过程在视频中）
“分析好了怎么办啊？”
根据分析出来的结论调一下参数啊！（废话！！）再做一次悬停，拖进软件分析一下，看一下结果有没有符合预期。符合了就停，不符合就接着调呗。
这图上其他的东西是什么：
第一行，黄线反应的是输入到PIDloop中的RC摇杆命令（不是杆位的变化，而是经过计算转化出的命令），蓝线反映的是陀螺仪的响应情况。如果重合度很高，那么就表示机器调的非常跟手了！！
第二行，反映的是整个飞行日志中的油门分布情况。红线表示的是TPA的breakpoint。
第三行，反应的是根据油门值而分立的阶跃响应，读法是这样的：（黄色=2，绿色=1，蓝色=0）
这个其实是用来调整TPA（根据当前油门值动态降低PID）的。（所以需要各位老司机在飞行的时候油门各个值都要推一下，不能抽的太猛。）
使用这张图表是有要求的：图中的色条需要是连续的，可以没有最高油门的数据，但是一定要保证色条连续不中断，不能出现过多的像上图中50%处对应的色条那样过于离谱（色条过于离谱代表数据过少）。
第四行（主角！！）， 当然是阶跃反应图像，蓝线的反映的是角速度低于500°/s时的pid平均反应情况，黄线是高于500°的。
如果此图中的图线过于离谱，请考虑是不是对应轴向上的信号输入过少导致数据不足误差过大。
我看了你们的视频教程，为啥你的图像调的和标准的PID图像不太一样？
“不太一样”体现在阶跃反应直接冲到了1.3然后才慢慢敛于1，这是我故意令系统过冲。因为我的机器比较重（freestyle机，700g），想要令飞机比较“跟手”的话需要令整个积分面积约等于0.5（0.5X1=0.5）。这仅仅是我的个人喜好。
那之前关掉的其他功能，他们怎么调呢？
反重力：之前发过文章了，照抄那篇文章内容就行了
D Setpoint Weight：这个参数只能在手动模式下面调整。它会在RCcommand输入PIDloop时对当前陀螺仪与摇杆之间的误差进行一个对比，根据误差大小按比例动态降低D的值。简而言之，它仅仅会加高阶跃反应的第一个尖峰，使系统略微过冲来抵消系统其它部分的脱滞效应。
调整的时候应该先令D setpoint transition=0 然后慢慢增加weight的值，同时观察阶跃反应图像的图线面积，当面积趋于1的时候会“完美”跟手（当然令系统曲线大于1之后产生的灵敏感也确实更适合竞速），这时再根据个人需要去调整D Setpoint Transition（在下个Configurator中将会译作D设定点转化阈值）的值即可。
实际飞行中，只需要先按照上面的方法调整好基础PID，然后就去飞。感觉到飞机不跟手，就继续加D set point 值。因为此时基础PID已经调整好，靠加P来提升响应的话，可能会引起穿越机震荡，所以只需要微调D setpoint weight，来提升系统的过冲，使得穿越机响应更快。
程序产出两张图片，第二张（噪声频谱图）怎么看/怎么用？
当你需要用到第二张噪声图分析噪声/滤波时，
首先需要令调试通道记录原始陀螺仪数据，方法是：在CLI中输入 debug_mode = GYRO_SCALED 。
如果你的飞机是新装的/没怎么炸过，别往下面看了，直接抄推荐的参数吧！
如果你的飞机电机炸过/轴有点弯，或者用的桨不是很好（有卖这种桨的吗？），那么请仔细利用这张频谱图。因为程序的分析方法是非累积性的，也就是说不管你飞了多久，飞了多长时间，结果都一样，非常具有说服力，不存在由于飞行的情况/风格不同有不同的结果（这点完全优于传统的黑匣子日志查看器）。
如果电机噪声在高油门下超过了400Hz，那么就确实需要再设置一个静态滤波器来过滤噪声了；但如果电机噪声在400hz以内，那么推荐的滤波器设置就足以应付一切。
注：以上动态滤波器的说明仅限于3.4版本，在3.5版本中，动态滤波器的工作范围进行了调整，后续更新中详细解释。
（关于噪声相关的讨论，我们有搬运Plasmatree的个人wiki，说的更详细透彻。）
写在最后：
这次介绍了Plasmatree PID-Analyzer这个软件，不是说希望大家以后都把这个软件调试结果作为判断PID好坏的唯一依据，而是希望借这个软件普及一下相关知识，同时也希望能够将这个在国外很火的软件介绍给大家作为大家调PID时的一个辅助手段/工具。
有关Plasmatree PID-Analyzer的知识资料，我们已经将Plasmatree的个人Wiki全部搬运了下来，大家可以移步本次推送其他相关链接查看。
这个工具软件不是一个傻瓜软件，需要掌握一定的工程控制基础，以及比较多的实践使用经验，就是飞-->记录数据->看图像->调整->再飞。掌握软件有一个学习的时间，初步估计有基础的话需要一周左右的时间来掌握，没有相关基础的同学需要一周时间恶补一下PID控制基础的知识。
看不懂是正常的，你需要一定的时间来学习使用，然后再掌握这个工具。
如果觉得这个学习过程不是特别愉快，请保持一切设定默认去飞行即可，默认参数已经非常优秀了，只是这个工具可以让你飞的比默认参数更好。
作者: ferrari750 时间: 2018-7-24 21:17
先顶，看晕了
作者: DusKing 时间: 2018-7-24 21:19
“看不懂是正常的，你需要一定的时间来学习使用，然后再掌握这个工具。”
作者: 飞不高的小小鸟 时间: 2018-7-24 21:21
好复杂啊。
作者: ddcross 时间: 2018-7-24 21:45
支持LZ的技术好贴，先赞了
，之后慢慢看
作者: luyiyue1234 时间: 2018-7-24 22:16
不错啊
作者: liujiang168 时间: 2018-7-24 22:19
本帖最后由 liujiang168 于 2018-7-24 22:35 编辑
佩服人家的专家，小小的穿越也研究的这么精，差距不是一般的大！！！
同时也为楼主的辛勤工作点赞！！！
作者: 兔蛋 时间: 2018-7-25 00:13
看了一天 就等实践了
作者: jianghui_1990 时间: 2018-7-25 08:14
楼主大神，分享的精神值得鼓励
作者: jianghui_1990 时间: 2018-7-25 08:29
像图中这种命令和响应之间的分散间隔，是不是P不够啊？就是不跟手？
作者: hcc 时间: 2018-7-25 08:48
我的个猛妈，好复杂啊！！！
作者: ＝爱好者＝ 时间: 2018-7-25 10:47
先做个记号，慢慢学习。
作者: 兔蛋 时间: 2018-7-25 11:35
D SETPOINT WEIGHT 不够
作者: 飞鸟翌 时间: 2018-7-27 03:21
jianghui_1990 发表于 2018-7-25 08:29 
像图中这种命令和响应之间的分散间隔，是不是P不够啊？就是不跟手？
确定肯定是不跟手，但是是不是P不够，得看阶跃响应来调整
作者: reach3 时间: 2018-7-27 10:01
好，谢谢了。
作者: ＝爱好者＝ 时间: 2018-7-27 11:44
谁能仔细讲讲怎么利用这个工具调PID
作者: 法師傅 时间: 2018-7-27 17:55
技术好贴
作者: DusKing 时间: 2018-7-27 18:21
碰到好用的工具肯定要和大家分享下
作者: hhchung8 时间: 2018-7-27 18:28
这个不合時了
快來个Betaflight 3.5 官方调参指南
作者: DusKing 时间: 2018-7-27 18:30
已经翻译好了，这几天就发出来
作者: 数不清 时间: 2018-7-27 19:28
没Blackbox黑匣子的飞控是不是没辙了。
作者: DusKing 时间: 2018-7-27 21:41
可以外接一个openlog的模块呀
作者: isjfk 时间: 2018-7-27 23:33
这是个好东西。自暴自弃的前自动化专业学生表示能看懂一点...
作者: 飞鸟翌 时间: 2018-7-28 12:28
＝爱好者＝ 发表于 2018-7-27 11:44
谁能仔细讲讲怎么利用这个工具调PID
额，讲的还不够仔细么。。。你先试着把bblog导出来看看
作者: siegfie 时间: 2018-7-28 12:39
勉强看懂。。。搞出这个软件的人真是太强了
作者: 孩子叫呱呱 时间: 2018-7-30 23:03
为什么我打开等一会显示的和你现实的不一样然后就自己关啦？ 啥都没啦就
作者: DusKing 时间: 2018-7-31 11:21
请在闪退之前把错误信息复制一下，发到作者的github issues里面报告错误
作者: ＝爱好者＝ 时间: 2018-7-31 16:53
看那张图？这个能看出来吗
作者: 孩子叫呱呱 时间: 2018-7-31 20:52
兄得 你这无敌啦呀
作者: 空城一刀 时间: 2018-7-31 21:36
这贴好就是太深奥了
作者: z0z 时间: 2018-8-1 08:17
mark一下，感谢分享
作者: ＝爱好者＝ 时间: 2018-8-1 09:05
好象看明白个大概了。。。
作者: 孩子叫呱呱 时间: 2018-8-1 11:44
不会
就是这样显示的额
作者: 飞鸟翌 时间: 2018-8-1 21:30
＝爱好者＝ 发表于 2018-7-31 16:53
看那张图？这个能看出来吗
P和D都这么小。。。。。
作者: 飞鸟翌 时间: 2018-8-1 21:31
孩子叫呱呱 发表于 2018-8-1 11:44
不会 就是这样显示的额
看起来没法建立编译环境啊，哈哈，不知道咋解决了
作者: zsy00100 时间: 2018-8-2 13:49
作者: opants 时间: 2018-11-11 23:27
mark一下，再看看研究
作者: 峰爸爸 时间: 2018-11-12 08:26
牛批
作者: natural 时间: 2018-12-4 11:54
楼主你好，你帮我看看，我这个pid是不是有些过冲了，
(, 下载次数: 97)
作者: zhoujunjl 时间: 2018-12-4 13:11
太复杂了，喜欢装机大于飞的可以多学
作者: chevins 时间: 2018-12-4 19:55
看不懂摸脑袋
作者: 大领主 时间: 2018-12-7 11:45
MARK 一下，回去正好看一下我自己调的PID
作者: 大领主 时间: 2018-12-7 18:52
好东西，MARK一下，慢慢看
作者: event 时间: 2018-12-9 21:16
inav能否用这个方法来调试？谢谢
作者: vanaigo 时间: 2018-12-9 21:40
好好学习天天向上
作者: mmx111 时间: 2019-1-10 17:02
快來个Betaflight 3.5 官方调参指南
作者: DusKing 时间: 2019-2-14 22:53
兄弟，已经发过了吧
作者: 寒霜17 时间: 2019-3-20 09:39
楼主，我的软件运行之后分析完成不出图，而且去文件夹下面找都是变成了excel文件，这是怎么回事啊。。。
作者: hcc 时间: 2019-4-16 09:54
(, 下载次数: 94)
(, 下载次数: 76)
高手帮我看看，2寸的小机。
作者: 数不清 时间: 2019-4-16 10:55
BF 4.0按照官方的默认参数记录了一组
(, 下载次数: 100)
(, 下载次数: 87)
作者: hcc 时间: 2019-4-16 11:36
为啥这软件只能运行一次，在运行就不能生成了？？？
作者: hymlhqt 时间: 2019-5-12 12:00
楼组你好：工具软件的网盘下载地址打不开了，哪里能下载
作者: zhk21141092 时间: 2019-5-12 17:56
mark，谢谢楼主分享 
作者: qingwa08 时间: 2019-5-27 20:27
本帖最后由 qingwa08 于 2019-5-27 20:30 编辑
我的怎么这样呢 线都飞到外面了 4.0默认参数 3寸小鸡
(, 下载次数: 86)
作者: xb12758951 时间: 2019-5-27 20:37
网盘链接失效了
作者: 飞不高的小小鸟 时间: 2019-5-28 00:16
学习
作者: 小蜜蜂大穿越 时间: 2019-5-30 11:43
谢谢LZ的教程，但我飞控没有黑匣子和SD卡槽，用OPENLOG后，数据采集正常，但是TxT格式的，导入分析器就自动退软件，请帮忙指导一下吧
，再次感谢
作者: liujiang168 时间: 2019-5-30 16:52
本帖最后由 liujiang168 于 2019-5-30 16:53 编辑
BF4.0固件默认PID体现在我的3寸上特别灵活，手动飞很贼，半自稳还好，看这图说明P确实大了，还多了动态D，看来想以前固件手感是得重调参了，在五寸机上表现尚好。
作者: 路盲99 时间: 2019-5-30 23:18
地址失效。。。。。。
作者: nanfudianchi 时间: 2019-7-19 23:41
看着不错
作者: 巅峰穿越机 时间: 2019-7-20 20:54
收藏学习
作者: 福大耳 时间: 2019-10-20 17:48
对于betaflight4.0以上的固件，在采集数据前，需要进行哪些设定呢
作者: klxzyy 时间: 2019-10-23 16:38
看不懂，先收藏
作者: 日落再说 时间: 2019-10-23 22:34
还是等大疆出新飞控可以自动调参pid的。玩家就体验飞行就好了
作者: 川师鲤鱼 时间: 2019-12-15 15:34
不懂 先收藏了再说
作者: 为你倾心 时间: 2020-2-11 20:14
链接失效了
作者: xushg 时间: 2020-2-11 20:45
好高级，收藏
作者: hellcow 时间: 2020-2-23 19:33
大侠：你的网盘分享的软件失效了， 能补发一下吗？或者发一份给我， 多谢多谢！
523016826@qq.com
作者: Maiyu 时间: 2020-2-26 01:55
收藏，慢慢学
作者: 好食在 时间: 2020-3-1 16:25
哥，你的网盘不能下载了，望处理！谢谢
作者: wylwilliam 时间: 2020-3-12 19:31
您的网盘已经挂了，我们等得很着急
作者: lynx-007 时间: 2020-3-15 20:41
大神，网盘失效了。望恢复……
作者: sgjio 时间: 2020-4-22 23:09
软件已经不能下了 网盘好像删了 国外网站就下载速度30KB 老是下载失败 还有什么地方能下呀？
作者: c-one 时间: 2020-4-23 02:00
学习,谢谢大佬
作者: jczsyygt 时间: 2020-4-25 00:13
太棒了，好文章
作者: weierbo 时间: 2020-4-25 09:49
厉害啊
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