Dieses Tutorial erläutert Betaflights TPA (Throttle PID Attenuation, gasabhängige PID-Abschwächung): Unterhalb des Breakpoints bleiben die ursprünglichen P/D-Verstärkungen erhalten. Oberhalb dieses Werts wird D oder P+D mit steigendem Gas linear abgeschwächt; bei Vollgas ist die durch Rate festgelegte Abschwächung erreicht. Dadurch bleibt die Regelwirkung bei wenig Gas erhalten, während Schwingungen und Rauschen bei hohem Gas reduziert werden. Das Video stammt aus dem Jahr 2021; prüfen Sie Parameternamen und Bedeutung anhand der aktuell verwendeten Betaflight-Version.
Die drei wichtigsten TPA-Einstellungen
Die aufgenommene Version zeigt TPA Mode, Rate und Breakpoint über die CLI. Mode bestimmt, was abgeschwächt wird: Im D-Modus nur D, im PD-Modus P und D gemeinsam. Breakpoint ist der Gaswert, an dem die Abschwächung beginnt. Genau am Breakpoint liegt noch die volle Verstärkung an; danach fällt sie in Richtung Vollgas linear ab.
Rate bestimmt den endgültigen Umfang der Abschwächung. Nach dem im Video verwendeten Modell entsprechen bei Vollgas verbleibende 0,6-fache Verstärkung einer Abschwächung um ungefähr 40% gegenüber dem Ausgangswert. Verschiedene Betaflight-Versionen oder Oberflächen können das als Prozentwert, Ganzzahl oder anders anzeigen. Errate die Bedeutung deshalb nicht allein anhand von „0,4“ oder „40“. Prüfe vor dem Speichern die aktuelle offizielle Erklärung und das Ergebnis im Configurator.
Warum bei hohem Gas andere Verstärkungen benötigt werden
Bei niedrigem Gas ist die Stellreserve begrenzt. Höhere P-/D-Werte können helfen, Störungen abzufangen und Befehlen zu folgen. Bei hohem Gas nehmen jedoch Antriebsrauschen und Steuerwirkung deutlich zu. Dieselben aggressiven Verstärkungen können dann leichter hochfrequente Schwingungen, kreischende Geräusche und warme Motoren verursachen. TPA ermöglicht einen fließenden Übergang zwischen diesen Betriebsbereichen.
TPA repariert weder beschädigte Propeller noch Motorlager, einen lockeren Rahmen oder falsche Filterung. Zeigen Logs bei hohem Gas mechanische Spitzen, deren Frequenz mit der Drehzahl wandert, musst du zuerst Hardware und Filterung angehen. Eine starke Abschwächung kann Symptome unterdrücken, aber dafür bei hohem Gas zu wenig Lageregelung übriglassen.
Breakpoint und Rate festlegen
Beginne mit einer zuverlässigen PID- und Filtergrundabstimmung und zeichne Blackbox-Logs auf. Führe einige allmähliche Gaserhöhungen und kurze Gasschübe aus, um den Gasbereich zu finden, in dem Schwingungen einsetzen. Der Breakpoint sollte in der Nähe des Bereichs unmittelbar davor liegen und nicht beliebig aus einem Beispiel übernommen werden. Reduziere die Schwingungen bei hohem Gas anschließend mit der geringsten nötigen Abschwächung.
Ändere jeweils nur Mode, Breakpoint oder Rate. Wiederhole denselben Test und vergleiche gyro, D-Term, Motorausgänge und Temperatur. Zu wenig Abschwächung lässt Schwingungen bestehen; zu viel kann bei hohem Gas zu schwammigen Richtungswechseln und mangelnder Störungsunterdrückung führen. Teste außerdem erneut Kurven bei niedrigem Gas, die Rückkehr der Sticks zur Mitte und Landungen, damit TPA keine Probleme in anderen Bereichen verdeckt.
Aggressive Beispiele nicht einfach übernehmen
Das Video nennt als Beispiel sehr früh beginnende Abschwächung und nur sehr geringe verbleibende P-/D-Werte bei Vollgas, um bei niedrigem Gas einen aggressiveren Ausgangswert nutzen zu können. Das ist ein Extrembeispiel zur Erklärung des Mechanismus, keine Empfehlung. Rahmengröße, Propeller, Motoren, Filterung, Firmware und Flugstil verändern den Bedarf. Auch Werte einer 5-Zoll-Drohne lassen sich nicht direkt auf große Propeller oder Langflugplattformen übertragen.
Bedienschritte
- TPA-Parameter der aktuellen Version prüfen
Prüfe Namen, Einheiten und zulässige Bereiche von Mode, Rate und Breakpoint. Errate deren Bedeutung nicht anhand eines alten Videos.
- Zwischen Abschwächung von D und P+D wählen
Verstehe zuerst den Unterschied zwischen D- und PD-Modus und entscheide dann anhand der Art der Schwingungen bei hohem Gas im Log.
- Die Vollgaswirkung von Rate verstehen
Rechne den angezeigten Wert in die bei Vollgas tatsächlich verbleibende Verstärkung um. Verwechsle den Abschwächungsprozentsatz nicht mit dem verbleibenden Faktor.
- Den Breakpoint vor den Problembeginn legen
Finde mit der Blackbox, ab welchem Gasbereich die Schwingungen einsetzen, und lasse die lineare Abschwächung in dessen Nähe beginnen.
- Jeweils nur eine Einstellung geringfügig ändern
Wiederhole dieselben Gasbewegungen und vergleiche gyro, D-Term, Motortemperatur sowie das Steuergefühl bei hohem und niedrigem Gas.
- Extreme TPA-Beispiele nicht kopieren
Verwende nur die geringste Abschwächung, die das Problem deiner Drohne löst, und prüfe anschließend erneut den gesamten Gasbereich.
FAQ
Wofür steht die Abkürzung TPA?
Throttle PID Attenuation: Bestimmte PID-Verstärkungen werden mit steigendem Gas abgeschwächt.
Was unterscheidet D-Modus und PD-Modus?
Im D-Modus wird nur D abgeschwächt, im PD-Modus P und D gemeinsam. Welche Optionen verfügbar sind, richtet sich nach der aktuellen Betaflight-Version.
Was passiert unterhalb des Breakpoint?
Nach der im Video beschriebenen Logik bleiben die Ausgangsverstärkungen erhalten. Erst oberhalb des Breakpoint ändern sie sich linear bis zur gewünschten Vollgasabschwächung.
Lassen sich Schwingungen bei hohem Gas allein durch mehr TPA beheben?
Das solltest du nicht direkt tun. Prüfe zuerst Propeller, Motoren, Rahmen und Filterung. Zu starke Abschwächung kann bei hohem Gas zu wenig Steuerwirkung übriglassen.
Kann ich die aggressiven Beispielwerte aus dem Video direkt übernehmen?
Nein. Das Beispiel erklärt ein Prinzip und ist keine allgemeine Empfehlung. Drohnenmodell, Antrieb, Firmware und Logs sind jeweils unterschiedlich.
Vollständiges Timeline-Transkript
Die Transkripte sind nach Videozeit geordnet, sodass der Erklärungsinhalt schnell gefunden werden kann. Transkriptsprache: Vereinfachtes Chinesisch.
Hallo, hallo zusammen, ich bin Quarank. Wir haben lange nicht über Betaflight-Einstellungen gesprochen. Heute machen wir weiter. Worum geht es? Um TPA. Auch dazu hatte ein Zuschauer eine Frage gestellt. Ich habe sie wohl schon zwei Monate aufgeschoben, entschuldigt. Heute beantworte ich sie: Was ist TPA eigentlich, und …
… wie stellt man TPA ein? Vielleicht ist euch aufgefallen, dass ich heute anders schneide: Ich lege meine Bildschirmaufnahme über ein FPV-Video. Ständig nur die Bildschirmaufnahme anzusehen könnte ermüdend sein. Vielleicht ist es so angenehmer. Zurück zum Thema: Was bedeutet TPA grundsätzlich? TPA steht für T, P und A.
Nur ein Scherz. TPA steht für Throttle, PID und Attenuation, also Abschwächung. Aber was wird abgeschwächt? Öffnen wir die Betaflight-Kommandozeile und geben tpa ein. Hier sehen wir drei Einstellungen: tpa breakpoint, mode und rate. Schauen wir uns an, welche Optionen dafür verfügbar sind.
Beim Modus lassen sich D und PD wählen. Wie gesagt schwächt TPA bei steigendem Gas etwas ab. Was genau, bestimmt TPA Mode. Hier ist standardmäßig D eingestellt. Das bedeutet, dass bei höherem Gas der D-Wert sinkt. Alternativ könnt ihr PD wählen, also P und D gleichzeitig reduzieren.
Okay, was reduziert wird, ist klar. Aber wie stark? Das legt TPA Rate fest. Was bedeutet dieser Wert? Wenn ihr Gas auf hundert Prozent schiebt, also normalerweise ungefähr 2000, beträgt D bei Vollgas das 0,6-Fache des D-Werts bei null Gas. Es bleibt also etwas mehr als die Hälfte von D. Je nach PID-Einstellungen könnt ihr diesen Wert entsprechend erhöhen oder verringern.
Wo beginnt die Reduzierung? Das bestimmt TPA Breakpoint. Was bedeutet hier 1300? Sobald der Gaswert 1300 erreicht, beginnt die Reduzierung. Bei 1300 liegt D also noch bei hundert Prozent. Steigt das Gas anschließend weiter, wird D schrittweise kleiner. Linear geht es bis zum 0,6-fachen D-Wert bei Vollgas herunter.
Das ist das Prinzip von TPA. Sehr einfach, oder? So etwas kennt man schon aus der Mathematik der Mittelstufe. Warum hat Betaflight TPA eingeführt? Das lässt sich nicht in wenigen Worten erklären, aber ich versuche es. Nach meinem Verständnis gehört auch das in Betaflight 4.3 P-Boost genannte Erhöhen von P bei niedrigem Gas dazu. Beide …
… sollen das Problem zu geringer PID-Regelwirkung bei niedrigem Gas lösen. Durch Trägheit oder andere Ursachen kann der PID-Regler dort zu wenig Wirkung haben. Die Drohne kann Störungen dann weniger kräftig abfangen und ihre Lage weniger gut stabilisieren. Deshalb brauchen wir bei niedrigem Gas vergleichsweise hohe PID-Werte. Wenn diese hohen Werte aber unverändert …
… bei hohem Gas gelten, entstehen leicht Rauschprobleme. In unseren früheren Tuning-Videos haben wir gezeigt: Bei zu hohen PID-Werten beginnt die Drohne beim stärkeren Gasgeben leicht zu schwingen. Dann müssen wir die PID-Werte entsprechend reduzieren. Genau hier wirkt TPA.
Du kannst also recht aggressive P-/D-Werte einstellen und zugleich sehr aggressives TPA verwenden, indem du TPA Rate weiter absenkst. Ich kenne Leute, die Rate sehr niedrig einstellen, zum Beispiel auf 0,3, und auch einen sehr niedrigen TPA Breakpoint wählen, etwa 1200. Ab 1200 werden P und D dann schrittweise reduziert. Bei Vollgas bleibt von dem ursprünglich beispielsweise auf 40 gesetzten Wert nur noch …
… bei Vollgas wird aus PID 40 dann, zum Beispiel, 0,2 × 40 = 8. Der PID-Wert beträgt dort nur noch 8. Auch das ist eine Abstimmungsmethode: Bei niedrigem Gas bleibt die Regelwirkung hoch, sodass die Drohne Störungen gut abfangen und Steuerbefehlen gut folgen kann.
Das ist mein Verständnis von TPA. Ich hoffe, damit ist die Frage des Zuschauers beantwortet. Wenn euch das Video hilft, vergesst eure dreifache Unterstützung nicht. Ich bin Quarant, bis zur nächsten Folge.
