Onderwerp: Autopilot Tiller Drive icm Pypilot controller

Poehhhhh, dat lijkt me een spannende. Flink wat kracht op zo’n roer hoor. Ben benieuwd.

Vandaag de eerste proefvaart gemaakt met de control head op de nieuwe vaste plaats (SB kajuitschot) en de rest ook ingebouwd.

Stukje halve wind, 17-20 kn TWS op alleen genua 2. Af en toe wat ondertuigd, dan wijst de helmstok naar lei.

In-lijn met SB spruit zie je Almere. Staat bewust behoorlijk gevoelig nu, vrij nerveus en zeker geen energiebesparingstand. Doet ie het juiste volgens jullie? Juiste moment, te veel, te weinig? Wat zou je met de hand anders doen?

Vanuit de default gewijzigd:
-Meer FF (zie je niets van in filmpje, om sneller te reageren op gewijzigde ingestelde koers)
-Meer DD (reageert op afgeleidde van ROT, dus op begin van draai)
-Meer I (bij eerste tests paar weken geleden bleef boot minuten lang van koers)
-Beetje meer P (ik vermoed overall gain-weet niet zeker)

Instellingen:


Filmpje met stuurgedrag. Bij vlagen waar de boot meer helling gaat maken (en de helmstok naar loef moet) zie je aardig hoe er al gestuurd wordt voordat de boot van koers is. Dat is die DD, denk ik.

Hij staat nu toch veel te nerveus ingesteld??? Dit doet ie bij mij niet hoor..
Ik gebruik naar volle tevredenheid de basis instelling. Hij corrigeert bij mij af en toe en rustig. En dat gaat perfect

Ja dit is wel standje spinnaker. Op deze koers/golven niet nodig natuurlijk. Maar jij denkt dat er met slappere tuning net zo recht gestuurd kan worden; dat ie nu overcorrigeert; zichzelf bezig houdt als het ware?

Doe’s een filmpje van de resultaten vsn jouw instellingen op jouw boot!?

Ja. Met minder corrigeren doet ie t denk ik beter. Bovendien lager stroomverbruik en minder lawaai..
Ik zal binnenkort ff filmpje maken.

Zo snel en vaak corrigeer je als mens toch ook niet? Waarom zou je continu willen mikken op een zo laag mogelijke afwijking van de koers?

Let op: Als toerzeiler he. Geen idee hoe wedstrijdzeilers sturen, misschien sturen zij wel meerdere malen per seconde bij.

Klopt, op deze koers zouden grotere koersafwijkingen geen probleem zijn. Ik heb het gevoel (zou je ook kunnen filmen) dat wanneer ik met de hand zo strak mogelijk probeer te sturen, die snelle microcorrecties ik niet doe, maar wanneer ik (weet niet hoe!) een grotere afwijking aan voel komen, juist sneller en feller reageer. De helmstok ineens een graad of 20 naar mij toe beweeg bijvoorbeeld. Of je dat deze automaat kunt leren (en hoe...) weet ik nog niet.

Ik heb overigens niet het idee dat de automaat zichzelf bezig houdt; ik zie geen neiging tot oscilleren.

Bij spinnakeren met flinke wind in golven is een strakke koers (tov de wind eigenlijk) wél belangrijk om invallen, gijpen en uit het roer lopen te voorkomen.

Hoog aan-de-wind ook ivm trim, maar daar komen de golven heel anders in dan ruime wind onder spinnaker.

Ik zal een apart draadje starten omdat dit louter over mijn boot gaat; mss te weinig algemeenheden gaat bevatten om de settings - wanneer die goed zijn - zomaar te kunnen kopiëren naar andere boten met ander tuig, rompvorm en roer...

Wat ik wél mooi zou vinden als we voor de pypilot kwalitatief kunnen laten zien welke parameter nu wát voor effect heeft om hiermee een soort tuningwizard/-methode te kunnen bedenken.

Ik geloof namelijk niet dat de defaultinstelling ook het beste is voor alle boten en omstandigheden. De default zal meer een goede, betrouwbare startset kunnen zijn om vanuit te gaan aanpassen. Velen laten het daarbij wellicht...

En als je ergens snel wil zijn, kan je beter de AP op de wind sturen dan op koers.

Nachtvlinder schreef :
Hangt dat niet vooral af van wat je zelf van de AP verwacht? Persoonlijk vind ik het veel te nerveus, ja. Op mijn boot is 'ie veel rustiger en ook dan vind ik hem nog te druk. Ik ben nog steeds op zoek naar een profiel waarbij de AP af en toe een beetje corrigeert zodat de boot uiteindelijk op koers blijft.
Mijn bootje is licht en beweeglijk, dat heeft zijn weerslag op de gyroscoop. Wat dat betreft vind ik het jammer dan er in het Gains-menu niet voor "P" en "R" gekozen is, als in Pitch en Roll. Mijn streven is er dan ook op gericht om de AP vooral op pitch te laten reageren en zo min mogelijk op roll. De huidige gains vertalen naar het effect op pitch en roll is nog knap lastig. Vind ik, althans.

@Roozeblij: Eens, dat kan deze ook, maar dan vormt de kompaskoers nog steeds de basis en moet goed genoeg werken; setpoint binnenste kompasloop wordt bijgestuurd door windsensor. Een cascade regeling.

Bij GPS koers idem: het verschil tussen ingestelde en gemeten COG "trimt" de te sturen kompaskoers bij om de gewenste COG te halen. Dat is ook de enige mogelijkheid, want wind en GPS informatie zijn veel te traag om direct op te kunnen sturen. Bij een echte windvaan kan dat natuurlijk wél

@Eclips: interessant. Volgens mij worden pitch, roll (en de overige "9-assige metingen") nu alleen gebruikt om een zo goed mogelijke heading te kunnen produceren.

Als er een golf van achteren onder de boot begint door te lopen, wordt de kont een stukje opgetild (de pitch verandert), helt de boot iets (roll verandert). Dan trek ik (denk ik...) al aan de helmstok, nog vóórdat deze golf de boot uit koers drukt. Met die metingen (of de snelheid waarmee deze veranderen) zou je iets nuttigs moeten kunnen doen, lijkt mij?

Hier vond "iemand" hem te traag:
zeilersforum.nl/index.php/foru...er?start=475#1246217

Heren, (ja helaas, geen vrouwen hier tot nu toe?)

Ik maak mijn eigen autopilot, en heb de code van pcnautic/sean in de code van Sean. De belans die je zoekt bij de gains is een afweging tussen stroomverbruik/geluid en precisie. Ik zou 2 graden afwijking upwind en 4 graden ruime wind accepteren ten behoeve van stroomverbruik.

Wat is P?
Om conreet de vraag te beantwoorden, wat is P. Dat is de Proportionele. Dus wanneer de ingesteld koers 90 is en het compass geeft 80 dan is P -10. Als je aangeeft dat de boot sneller moet reageren op een ingestelde op een koersafwijking ( of wijziging)dan moet je de P omhoog zetten.

Wat is I?
Deze staat standaard op 0, omdat deze op boten niet nodig zou moeten zijn. een PID controller is een algemene methode en die I is noodzakelijk bij andere systemen zoals temperatuur of een cruisecontrol. @nachtvlinder, hoeveel graden bleef de boot minuten lang van koers toen je nog geen I had?

Gains leren.
Ik heb een eerste proefje gemaakt met het tunen van parameters in een simulator. Dit is work in progress en meer bedoeld voor mijzelf. Je kan een aardig idee hier krijgen: pieteroskam.nl/autopilot/ Hier zitten nog niet alle gains in. Let wel dat de gains erg boot specifiek zijn. Ook de omstandigheden bepalen hoe je stuurt.

@Eclips. Pitch en Roll zijn belangrijk om je compass koers te berekenen alsmede de Rate of Turn!
het compass meet de magnetisch velden, maar als de boot 45 graden helt, dan gaat het magnetisch veld anders door de sensor.

Dat is idem voor de Gyroscoop. de autopilot heeft gyroscopen in 3 assen XYZ. Als de boot horizontaal is gebruik je louter Gyro Z. Stel dat de boot 45 graden helt dan doe je GyroZ * cos(45) + sin(45) * Gyro X. Je moet natuurlijk ook de pitch meenemen.

Je zou de boot best op helling kunnen laten sturen, dat voornamelijk van toepassing bij mijn wedstrijdboot, een F18 Catamaran, daarbij stuur je downwind op helling in de boot zodat 1 romp net boven het water is . Ik zie in andere boten er niet echt het voordeel in.

Interessant, welke hardware gebruik je?

Roozeblij schreef :
ESP32 processor
MPU9250 als compass met 9 DOF
Nokia5110 display
IBT-2

motor driver
Hydraulische pomp op mijn bestaande hydraulische stuurinrichting.
Knopjes

Waar ik later mee bezig ga is Telefoon via Bluetooth als afstandsbediening en voor configureren. Ook als input voor GPS...

Oh leuk, wel een beetje houtje touwtje zo.
Ik zit ook in die richting te denken als backup voor de huidige raymarine. Die doet het al jaren prima, maar zal ook eens afsterven.
Zou graag een actuator met een borstelloze motor willen, maar nog niet kunnen vinden.

Maar ondertussen nog beter met andere leuke projectjes/proof of concepts, naast het gewone werk, dus eerst dat maar.

Leuk Pieter!

Zonder I-aktie bleef mijn boot minutenlang een graad of 10 van koers.

Volgens mij heeft een boot altijd I-aktie nodig: met aleen P-aktie kun je niet per definitie een offsetvrij geregeld systeem realiseren.

Voorbeeld:
-Boot ligt op koers met helmstok in het midden
-Nu gaat het harder waaien waardoor de boot loefgieriger wordt

Om dat te compenseren zal de helmstik statisch een paar graden naar loef moeten. Om dit met P-aktie te bereiken is een blijvende fout nodig!

Nachtvlinder schreef : Dat is wel wat ook volgens mij P en PR doet! Met de release die je nu hebt moet je maar eens gaan spelen, je hebt gisteravond gezien dat de aanpassing nu meteen wordt doorgevoerd je krijgt nu veel beter feedback wat jouw aanpassing doet.

Ik ga zeker meer proberen, maar weet vrij zeker wat P-aktie doet (zou moeten doen...)



e(t), rechtsboven, is de headingfout en input naar het PID algoritme

• als e(t) 0 is, is de uitsturing naar de helmstuk u(t) constant
• als e(t) groeit, groeit u(t) als gevolg van de P-term
• als e(t) een constante waarde >0 heeft, blijft u(t) groeien als gevolg van de I-term - emmertje loopt vol
• als e(t) snel toeneemt, groeit u(t) als gevolg van de D-term (afgeleidde van e(t))

Pypilot heeft ook nog een DD-term, de dubbele afgeleidde van de headingfout. De eerste afgeleidde is "Rate-of-turn" (hoeksnelheid), de dubbele afgeleidde dus de hoekversnelling!

PR lijkt op de P-term, maar gebruikt de wortel (Proportional Root) van de headingfout e(t). Ik weet niet waarom; er is gesuggereerd om niet excessief op grote meetfouten te reageren?

Pieter Oskam schreef :
Dat is een heldere uitleg die me al zal helpen met het maken van de instellingen. Ik snap hoe belangrijk pitch en roll zijn voor je koers, maar zou willen dat de autopilot niet te pro-actief reageert. Mijn bootje kan door een windvlaag al behoorlijk onder helling komen te liggen en zich direct weer oprichten. Onder dat soort omstandigheden ga ik niet snel aan het stuur draaien om de koers bij te stellen, en ik wil dat de autopilot dat ook niet doet. In feite moet hij dus zo "lui" mogelijk zijn. Uieraard uitgaande van lichte omstandigheden. Stroomverbruik is bij mij aan boord overigens geen issue. Ik heb een Raymarine wheeldrive en het verbruik lijkt verwaarloosbaar. Het geluid daarentegen niet, waardoor vooral mijn trouwste bemanningslid in de gordijnen gaat. En dus wil ik dat die wheeldrive alleen het hoogstnoodzakelijke doet. Liefst 1x per minuut even corrigeren en verder niet, bij wijze van spreken.
Sean omschrijft in zijn gains-document dat een boot op een windvaan in feite ook een slingerende koers vaart en dat het voor zijn autopilot in feite niet anders is. Het gaat er alleen om dat hij op de lange duur op koers blijft.

Volgens mij heb jij dan alleen I-aktie nodig: alleen op blijvende fouten wordt dan traag bijgestuurd. Snelle periodieke slingeringen komen sterk gedempt door naar de helmstok en ruis al helemaal niet!

Sta ook op het punt om 1 te kopen. Heb nog wel wat vragen die ik niet 123 in de handleiding terug vind.

• Welk deel is gevoelig voor magnetische storing? Ik neem aan de controlhead.


• Bij montage van de controlhead tegen het kajuitschot, met wat voor gat moet ik rekening houden?


• Ik overweeg de controlhead naast mijn kompas te monteren. Is er nog iets te verwachten met magneetvelden?


• Kan de controlhead verbinden met de Roosmux wifi voor NMEA data? En is deze dan nog bereikbaar voor OpenCPN (met plugin) en Smartphone?

Dat zou wel een unieke krachtenbundeling zijn, de Roosmux van Roozeblij met de Autopilot van Zeilprutser!
Voor de controlhead moet je in principe 2 gaten boren, één voor de dataplug en één voor de USB plug. Ook als je de USB-plug niet gebruikt zit 'ie er wel.
Ja, de controlhead is gevoelig voor magnetische storing, want daarin zit de PID sensor.
Als de Roosmux een wifi access point is zie ik niet waarom je de autopilot niet zou kunnen koppelen. Die laatste stel je dan als client in. Werkt bij mij aan boord probleemloos (met een ander access point). En ja, NMEA gaat dan over wifi.

Dat opbouwen ben ik nu ook aan toe, qua kluslijst. Ik vraag me wel af of de controlhead die heel ver uitsteekt als je alleen gaten maakt voor de bekabeling. Ding is best dik. Is het niet mooier hem helemaal verzonken te monteren? (Met een enorm gat als gevolg...)

Flush monteren lijkt mij ook mooier, maar de control head heeft geen flens om mee te kunnen monteren of tegen af te dichten. Je zult dan zelf iets moeten bouwen.

Eens met de eerdere reacties op je vragen.

Hoe dicht de control head naast een bestaand kompas, ijzer of magneten geplaatst kan worden weet ik niet, maar kun je proberen toch door tijdelijk aan te sluiten en op die plek te houden?

Eclips schreef : Roosmux werkt idd als Access Point. Mooi. Dan heb ik alle data beschikbaar (plotter en wind hangen er beide aan).
Nog even puzzelen hoe ik het beste de bekabeling kan laten lopen. Had controlhead het liefste bij mijn klokken (boven de kajuitingang). Maar hoe ik daar nog een extra kabel heen kan prutsen, zou ik echt niet weten.