PID tuning

PID je regulační smyčka, která se v Betaflightu stará o to, aby dron letěl přesně tam, kam ho páčkou pošleš. Gyroskop měří, jak se dron skutečně otáčí, řízení říká, jak se otáčet má - a PID počítá korekce otáček jednotlivých motorů, aby se ty dvě věci srovnaly. Ladění PID je hledání rovnováhy: dron má reagovat rychle a přesně, ale nesmí kmitat ani „přestřelovat”.

Pro začátečníky

Tohle všechno řešit nemusíš. Moderní Betaflight má z výroby velmi dobré výchozí hodnoty a pro běžné lítání ti úplně stačí default nebo hotový preset pro tvou velikost dronu. K ladění se vrať, až ti bude default vadit - dřív ne.

Co znamenají P, I, D

Každá osa (Roll, Pitch, Yaw) má vlastní trojici hodnot:

Složka	Co dělá	Když je moc	Když je málo
P (proporcionální)	síla reakce na odchylku - jak ostře dron „zabere”	rychlé oscilace, dron drnčí	rozplizlá, líná odezva
I (integrační)	drží nastavený směr proti driftu a větru	pomalé houpání, „bounce-back”	dron uplouvá, neudrží polohu
D (derivační)	tlumení - brzdí překmity a tlumí vnější vlivy	hřejí motory, zesiluje šum	propwash, dron se po manévru „dohoupává”

Zjednodušeně: P zabere, D to ztlumí, I to podrží. Klíčový je poměr P:D - proto se ladí společně.

Jak poznat špatné ladění

• Oscilace (drnčení) - rychlé jemné kmitání, často slyšitelné. Obvykle moc P nebo málo filtrace.
• Propwash - dron se „roztřese”, když proletí vlastním turbulentním vzduchem (typicky při prudkém klesání nebo na konci flipu). Souvisí s D a filtry.
• Bounce-back - po zastavení manévru dron lehce „odskočí” zpět. Typicky moc I nebo špatný feedforward.
• Líná odezva - dron reaguje měkce a opožděně. Málo P/D nebo příliš agresivní filtrace.

Role filtrů a feedforwardu

Filtry odstraňují z dat gyroskopu šum (hlavně vibrace od motorů), aby ho regulace nezesilovala do motorů. Háček: každý filtr vnáší do smyčky zpoždění. Cílem proto je filtrovat co nejméně - ideálně nechat jen jeden D-term low-pass filtr plus RPM filtr (ten zná otáčky motorů a vyřízne přesně jejich šum; jeho přínos zpoždění bohatě vyváží). RPM filtr potřebuje bidirectional DSHOT (u BLHeli_S regulátorů je nutné přeflashovat firmware Bluejay).

Feedforward (FF) sleduje pohyb páček a předvídá, co uděláš dál - přidá nebo ubere dřív, než to stihne klasická smyčka. Zlepšuje pocit z řízení a ostrost odezvy. Příliš vysoký FF ale zesiluje šum z páček a RC linku.

Praktický postup (tahák)

Tohle není detailní manuál, ale body, které při ladění následuj. Pořadí je důležité: filtry → D → P → feedforward. K vyhodnocení se hodí Betaflight Blackbox Explorer, případně placený PID Toolbox.

Příprava: zapni blackbox (2 kHz, GYRO_SCALED), načti správný RC link preset, zapni bidirectional DSHOT kvůli RPM filtru. Volitelně si dej ANGLE mode na přepínač.

1. Filtry

Vylítej krátký let, kde plynule přidáváš plyn z 0 na 100 % (klidně v angle módu nad loukou, ideálně vyletět nahoru a před přistáním disarmovat ve vzduchu těsně nad zemí, aby do logu nelezly nárazy). V Blackbox Exploreru otevři Gyro Scaled [Roll] a zobraz frequency vs. throttle plot.

Hledáš prohnutou čáru šumu od motorů (stoupá s plynem). Horizontální čáry (nárazy) ani šum úplně vlevo (řízení) tě nezajímají. Odečti nejnižší frekvenci motorového šumu - to je spodní hranice pro low-pass filtr.

Nech aktivní pouze D Term Lowpass 1 (Biquad), ostatní vypni. Frekvenci nastav podle grafu - čím výš, tím nižší zpoždění, ale ne tak vysoko, aby procházel motorový šum:

Velikost vrtule	D-term low-pass (Biquad)
< 3"	100 – 125 Hz
4"	90 – 110 Hz
5" – 6"	80 – 110 Hz
7" <	75 – 100 Hz

Pozor

Po testovacím letu zkontroluj teplotu motorů. Snížením filtrace jde do motorů víc proudových špiček, které je zahřívají, aniž by se přeměnily na tah. Motory mají zůstat tak akorát vlažné - ne takové, aby ses o ně spálil.

2. P a D term

Stáhni I term i FF na 0 (zasahovaly by ti do nastavení P a D). Vylítej ~20 s rychlého kmitání doleva/doprava a dopředu/dozadu. Mezi army měň v OSD menu P&D slider - začni třeba na 0,6 a po krocích 0,2 jdi k 1,2. Logy načti a porovnej.

Vyber křivku, která nejrychleji dosáhne úrovně 1, ale nepřestřelí ji. Tím máš poměr P:D (na obrázku vyšel 2,5). Ten teď drž a stejně tak prolétej různé hodnoty master multiplieru.

Zase vyber křivku, která dojede k jedničce nejrychleji bez přestřelení. Když potřebuješ master přes 2, raději rovnou navyš P i D (při zachování poměru) a lety zopakuj.

3. Feedforward

Vrať I term zpátky na původní hodnotu (slider na 1,0). Lítej v acro módu rychlé rolly a flipy a měň v OSD hodnotu FF.

V grafu je červená pohyb páček a černá reakce dronu - čím blíž jsou si křivky, tím lepší odezva. Vysoký D snese i vyšší FF, ale moc velký FF zesiluje šum z páček.

Závěr

Když projdeš pořadím filtry → D → P → feedforward, dron by měl reagovat čistě, rychle a bez kmitání či překmitů - a motory zůstanou studené. Ladění patří mezi pokročilejší disciplíny a spoustě pilotů bohatě stačí default nebo preset. Pokud ses ale pustil do ladění sám, výsledek za to stojí. Nejtěžší na celém procesu bývá rozjet vyhodnocovací software - k tomu si předem dohledej návod, intuitivní opravdu není.