Moduł 9 — Tuning i analiza testów w locie

Strojenie to nie folklor — to przetwarzanie sygnałów plus kontrolowane eksperymenty. Blackbox zamienia „coś dziwnie lata" w spektrogram, na którym można działać.

🟢 Fundamenty. Blackbox = FC logujący żyroskop, wartości zadane, człony PID, wyjścia silników i RC setki razy na sekundę do flasha/SD. Złote zasady lotów testowych: zmieniaj jedną zmienną na lot, loguj wszystko, zawis + standardowa sekwencja drążków dla porównywalności, i ląduj, zanim frustracja przeredaguje Ci pamięć o tym, co zmieniłeś.

🟡 Praktyk. Zarządzanie szumem to potok filtrów, a każdy filtr kosztuje opóźnienie:

• Lowpass (PT1/biquad): dyskretny PT1 to jedna linijka — $y_k = y_{k-1} + \alpha\,(x_k - y_{k-1}),\qquad \alpha = \frac{\Delta t}{\Delta t + \frac{1}{2\pi f_c}}$
• Notch statyczny: zabija jedną stałą częstotliwość (rezonans ramy).
• Notch dynamiczny / RPM: używa eRPM z dwukierunkowego DShota, by parkować wąskie notche dokładnie na częstotliwości obrotów każdego silnika i harmonicznych — największy postęp strojenia ostatniej dekady, bo wąskie notche usuwają szum przy minimalnym opóźnieniu fazowym.

Czytanie spektrogramu żyroskopu (częstotliwość vs czas vs natężenie): poziome pasy na stałych Hz = rezonans ramy → usztywnij/zmiękcz mocowanie; grzbiety wspinające się z gazem = harmoniczne silników/śmigieł → notch RPM; podnoszące się szerokopasmowe tło = łożyska/uszkodzone śmigło.

🔴 Zaawansowany. Strojenie PID jako pomiar: narzędziami odpowiedzi skokowej (Blackbox Explorer, PIDtoolbox) zobacz czas narastania, przeregulowanie i ustalanie rzeczywistej pętli rate, po czym przesuwaj nastawy z intencją — P dla sztywności, D by ściąć przeregulowanie, aż szum/temperatura silników powie stop, I dla trzymania w wietrze, feedforward dla związku z drążkiem bez dzwonienia od P. Zrozum TPA (redukcja wzmocnień przy wysokim gazie, gdzie rośnie wzmocnienie pętli) i propwash: turbulencja wracająca w śmigła przy zniżaniu — łagodzona redukcją opóźnień filtrów, balansem D i (fizycznie) doborem śmigieł/ramy, a nie życzeniami.

⚫ Mistrz. Identyfikacja układu: wstrzyknij chirp (przemiatanie częstotliwości) skryptem, nagraj odpowiedź wejście→żyroskop, dopasuj transmitancję, policz rzeczywiste zapasy wzmocnienia/fazy i zaprojektuj stos filtrów pod docelowy budżet fazy zamiast iterować. Umiesz policzyć, ile jeden dodatkowy PT1 100 Hz kosztuje w tle szumu vs zapasie — liczbami.

Lista mistrzowska

• Mając spektrogram, nazwij każde źródło szumu i właściwą naprawę, w kolejności prawdopodobieństwa.
• Przedstaw porównanie odpowiedzi skokowej przed/po, dowodzące poprawy strojenia.
• Podaj przybliżony budżet opóźnień pętli swojej konstrukcji w milisekundach i gdzie się rozchodzi.

🖼️ Pomysły na zdjęcia: własne zrzuty z Blackbox Explorera / PIDtoolbox i spektrogramy — zrobione samodzielnie, więc wolne od licencji.

📚 Darmowe źródła: dokumentacja strojenia Betaflight; PIDtoolbox (darmowy, z tutorialami wideo); Blackbox Explorer; dokumentacja autotune i notchy ArduPilota.