2차원 서보 짐벌 PID 디버깅 가이드: 지터와 지연을 없애고 가리키는 위치를 인식하세요.

만들 때서보 기구짐벌, 특히 2차원 짐벌의 경우 다음과 같은 문제가 발생한 적이 있습니까? 두 개를 연결하려고 하면서보 기구순종적이지만 결과는 파킨슨병처럼 흔들리거나 제자리로 돌아가지 않거나? 분명 각도인데 왜 이렇게 움직이기 힘든 걸까요? 걱정하지 마세요. 그런 것이 아닙니다.서보 기구고장났지만 제어 시스템에 영혼(PID)이 없습니다. 이것은 신성한 책처럼 들리지만 일단 이해하고 나면 짐벌이 가리키는 곳 어디든 칠 수 있습니다.

PID란 정확히 무엇입니까?

간단히 말해서, PID는 운전할 때 액셀을 제어하는 ​​것과 같습니다. 100야드(목표값)까지 주행하고 싶지만 현재 속도는 80(현재값)에 불과하고 차이가 20이다. P(비율)는 이 차이를 바탕으로 액셀을 세게 밟는 것이다. 차이가 클수록 가속기가 커집니다. 그러나 P만으로는 오버슈트하기 쉽습니다. 이때, 저(포인트)가 나와서 과거에 쌓인 오류를 감안하여 오일을 조금 더 추가하거나 오일을 조금 더 모으는 데 도움을 드리겠습니다. D(미분)는 귀하의 예측과 같습니다. 전방에 큰 내리막이 보이면 미리 연료를 멈춰 과속을 방지해야 합니다. 이 세 가지가 협력하면 자동차는 빠르고 안정적으로 움직일 수 있다.

짐벌이 PID를 사용해야 하는 이유는 무엇입니까?

생각해보면 서보를 90도 회전시키면 PID 없이도 회전할 수 있는데 그게 개루프 제어입니다. 짐벌에 매달린 카메라가 조금 무겁거나, 케이블을 잡아당기면 서보가 저항을 이겨낼 힘이 없어 제자리에서 회전하지 못하게 됩니다. 또는 빠르게 회전시키면 "꽝" 소리가 나고 관성이 너무 커서 짐벌이 오랫동안 흔들리게 됩니다. PID는 폐쇄 루프 제어입니다. 현재 각도를 계속 주시합니다. 편차나 지터가 있는 경우 즉시 서보 출력을 미세 조정하여 짐벌이 원하는 위치에서 꾸준하고 정확하게 멈추도록 합니다.

첫 번째 PID 조정을 어떻게 시작하나요?

PID 조정은 형이상학적으로 들릴 수 있지만 실제로는 "시행 및 오류 수정" 과정입니다. 먼저, 현재 각도를 시리얼 포트를 통해 컴퓨터로 출력하는 등 실시간으로 각도를 볼 수 있는 디버깅 도구가 있어야 합니다. 그런 다음 먼저 I와 D를 0으로 설정하고 P만 추가합니다. 짐벌이 약간 진동하기 시작할 때까지 P 값을 작은 것에서 큰 것으로 천천히 늘립니다. 이때 P는 거의 충분합니다. 그런 다음 약간의 D를 추가하면 일반적으로 지터가 사라지고 짐벌이 더 빠르게 반응합니다. 짐벌에 항상 정적 차이가 있어 정확한 위치로 회전할 수 없는 경우 I를 조금 더 추가하십시오. 한 번에 하나의 매개변수만 조정하십시오.

P가 너무 작거나 크면 어떻게 될까요?

P를 너무 작게 조정하면 마치 자동차를 운전하면서 가볍게 액셀을 밟을 때처럼 짐벌이 노인처럼 반응이 느려 대상을 향해 천천히 휘두르며 오랫동안 정확하지 않게 됩니다. 이를 제어 측면에서 "느린 응답"이라고 합니다. 반면, P를 너무 높게 조정하면 짐벌이 조급해져서 "휙" 소리를 내며 달려갑니다. 그 결과 차를 멈추지 못하고 목표 위치에서 앞뒤로 진동하게 된다. 이것이 바로 "오버슈트"와 "진동"입니다. 우리가 원하는 것은 짐벌이 빠르고 원활하게 목표물에 도달하고, 흔들림 없이 한 번에 목표물에 도달하는 것입니다. 이는 P와 D의 황금 조합에 따라 달라집니다.

D가 무엇을 억제하고 있나요?

D는 지터와 진동을 처리하도록 특별히 설계된 댐퍼입니다. 무거운 회전문을 밀고 있는데 밀면 문이 뒤로 돌아간다고 상상해 보세요. 똑똑하다면 거의 제자리에 있을 때 손으로 만나서 살짝 막아주고, 남는 운동에너지를 흡수하면 문이 굳게 멈춰버릴 것이다. D가 하는 일은 "직면하기" 작업입니다. 각도의 변화 추이를 계산하여 짐벌이 오버슛을 가할 것이라고 예측하고 반대 방향으로 미리 잡아당깁니다. D를 추가하면 짐벌의 움직임이 불필요한 흔들림 없이 매우 "끈적"하고 부드럽게 나타납니다.

어떤 문제를 해결할 수 있나요?

이런 상황에 직면한 적이 있습니까? P와 D가 조정되었으며 짐벌을 내릴 때 짐벌은 바위처럼 안정적이지만 무거운 카메라를 설치하면 짐벌이 항상 몇도 정도 빗나가서 원래 위치로 돌아갈 수 없습니다. 이는 "정적 차동"이며 일반적으로 마찰이나 불균형한 중력으로 인해 발생합니다. 나는 이것을 위해 태어났습니다. 회계사와 마찬가지로 지난 기간의 작은 오류를 모두 합산하여 부족한 부분이 있으면 점차적으로 더 많은 보상을 제공합니다. 따라서 짐벌이 로드된 상태에서도 정적 차이를 제거하고 대상을 조준할 수 있습니다. 하지만 너무 강하면 충격을 주기도 하므로 적당히 멈춰야 한다.

이거 보니 벌써 가려워서 한번 먹어볼까? 실제로 PID를 조정하는 것은 자전거 타는 법을 배우는 것과 같습니다. 원리를 이해하고 나면, 몇 번 연습하다 보면 자연스럽게 감을 잡을 수 있을 것입니다. 지금 디버깅 소프트웨어를 열고 PID 매개변수 세트를 짐벌에 추가하여 효과를 확인해 보는 것은 어떨까요? 문제가 발생하면 댓글창에 메시지를 남겨주시고, 서보를 플레이하는 더 많은 친구들이 볼 수 있도록 좋아요와 공유도 잊지 마세요!