テクニカルサポート
発行済み 2026-02-18
作るときはサーボジンバル、特に 2 次元ジンバルの場合、この 2 つのジンバルをリンクしようとするという問題に遭遇したことはありませんか?サーボ従順に行動しましたが、結果はパーキンソン病のように震えるか、所定の位置に回転しないかのどちらかです。明らかに角度があるのに、なぜこんなに動きにくいのでしょうか？心配しないでください、それはそうではありませんサーボは壊れていますが、制御システムの魂である PID が欠けています。これは聖典のように聞こえますが、一度理解すれば、ジンバルがどこを向いていても打つことができます。
簡単に言うと、PID は運転時のアクセル制御のようなものです。 100ヤード（目標値）まで走りたいのに、現在の速度は80（現在値）しかなく、その差は20です。この差をもとにアクセルを強く踏み込むのがP（プロポーション）です。差が大きいほど、アクセルが大きくなります。ただし、P だけではオーバーシュートしやすいです。このとき、過去に蓄積されたエラーを考慮して、もう少し油を追加したり、もう少し油を集めたりするために私（ポイント）が出てきます。 D（微分）はあなたの予想通りです。前方に大きな下り坂があることがわかった場合は、スピードの出しすぎを防ぐために、事前に燃料を停止する必要があります。この３つが連携することでクルマは速く、安定して走ることができるのです。
考えてみれば、サーボを90度回転させればPIDなしでも回転しますが、それはオープンループ制御です。ジンバルにぶら下げたカメラが少し重かったり、ケーブルが引っ張られたりすると、サーボに抵抗に耐える力がなくなり、その場で回転できなくなります。または、速く回転させると、「カタカタ」という音が鳴り、慣性が大きすぎて、ジンバルが長時間揺れてしまいます。 PID は閉ループ制御です。現在の角度を監視します。偏差やジッターがある場合は、すぐにサーボ出力を微調整して、ジンバルが安定して正確に希望の位置に停止するようにします。
PID の調整は形而上学的に聞こえるかもしれませんが、実際には「試行錯誤の修正」のプロセスです。まず、シリアル ポート経由で現在の角度をコンピュータに出力するなど、リアルタイムで角度を表示できるデバッグ ツールが必要です。次に、最初に I と D を 0 に設定し、P のみを追加します。ジンバルがわずかに振動し始めるまで、P 値を小さい値から大きい値までゆっくりと増加させます。この時点では P だけで十分です。次に D を少し追加すると、通常はジッターが消え、ジンバルの応答が速くなります。ジンバルに常に静的な差異があり、正確な位置まで回転できない場合は、I をもう少し追加します。一度に 1 つのパラメーターのみを調整することに注意してください。
P の調整が小さすぎると、車を運転してアクセルを軽く踏んだときと同じように、ジンバルは応答が遅く、目標に向かってゆっくりと振られる老人のような状態になり、長時間正確に動作しません。これを制御上「応答が遅い」といいます。逆に、P を高く調整しすぎると、ジンバルが焦って「シュッ」と突進してきます。その結果、車を止めることができず、目標位置で前後に揺れてしまいます。それが「オーバーシュート」と「発振」です。私たちが望んでいるのは、ジンバルが素早くスムーズにターゲットに到達し、震えることなく一気にターゲットに到達することです。これは、P と D の黄金の組み合わせによって決まります。
D は、ジッターと振動に対処するために特別に設計されたダンパーです。重い回転ドアを押していると想像してみてください。押すと回転ドアが揺れて戻ります。賢い人であれば、ドアが所定の位置に近づいたときに手で迎え、わずかにブロックして余分な運動エネルギーを吸収し、ドアがしっかりと停止するでしょう。 Dがやっているのはこの「向き合う」仕事です。角度の変化傾向を計算し、ジンバルがオーバーシュートしそうになることを予測し、事前に逆方向にジンバルを引き戻します。 D を追加すると、ジンバルの動きが非常に「粘り強く」滑らかになり、不必要な揺れがまったくなくなります。
こんな状況に遭遇したことはありませんか: P と D は調整されており、荷物を降ろしていないときはジンバルは岩のように安定していますが、重いカメラを取り付けると、ジンバルは常に数度ずれて元の位置に戻れなくなります。これは「静的差異」であり、通常は摩擦や重力の不均衡によって引き起こされます。私はこのために生まれてきました。これは会計士のようなもので、過去の期間の小さなエラーをすべて合計し、不足があることが判明した場合は、徐々に追加の補償を提供します。したがって、ジンバルに負荷がかかっている場合でも、静的な差異を排除してターゲットを狙うことができます。ただし、あまりにも強すぎるとショックを引き起こすので、ほどほどにしましょう。
これを見て、もうかゆくなって試してみたくなりますか？実際、PID の調整は自転車の乗り方を学ぶことに似ています。原理を理解すれば、何度か練習すれば自然と感覚がつかめるようになります。今すぐデバッグ ソフトウェアを開いて、一連の PID パラメータをジンバルに追加して効果を確認してみてはいかがでしょうか?何か問題が発生した場合は、コメント欄にメッセージを残してください。サーボをプレイするより多くの友達がそれを見れるように、「いいね！」と共有することを忘れないでください。
更新時間：2026-02-18
