| name | control-pid-zona-muerta |
| description | Use when a PID/feedback loop oscillates violently, loses to a disturbance, or the actuator can't do small corrections (deadzone, PWM floors, bang-bang, all-or-nothing motors). Symptoms - robot spins on its axis, fishtails/serpentea, correction overshoots and re-corrects opposite, raising or lowering gains both fail, "pierde la pulseada" against parasitic drift. Covers deadzone compensation, PFM/duty-cycling, PI as automatic feedforward, anti-windup, bench tuning titration. |
Control PID con actuadores de zona muerta (control industrial aplicado al robot)
Principio central
Cuando el actuador no puede hacer "poquito" (zona muerta + pisos de PWM), un PID
clásico falla por DOS modos opuestos — y subir o bajar ganancias solo cambia de modo:
| Modo de falla | Síntoma | Por qué |
|---|
| Autoridad insuficiente | El error crece monótono ("pierde la pulseada") | La corrección clampeada < perturbación sistemática (ej: tope 40°/s vs deriva parásita 80°/s) |
| Sobre-corrección cuantizada | Oscilación violenta ±50-140°, trompos | Cualquier salida que supera el piso dispara el MÍNIMO FÍSICO del actuador (≫ lo pedido) → overshoot → corrección opuesta → ciclo límite |
Banco 2026-06-12 (robot 2, strafe 200 mm/s): clamp 40°/s → runaway 0→-150° en 3 s;
clamp 120°/s kp=3 → oscilación ±140° y trompo. AMBOS extremos confirmados en datos.
Las 4 herramientas (en orden de aplicación)
- PFM / duty-cycling de la corrección (la clave con actuador todo-o-nada):
no pidas "girar a 15°/s" (imposible); pedí "girar al mínimo físico, el 20% del
tiempo". Se promedia en el tiempo → corrección fina EFECTIVA con actuador grosero.
Período corto (100-200 ms) para que el promedio sea suave a escala del robot.
duty = clamp(u_deseado / OMEGA_FISICO_ON, -1, +1) → aplicar omega ON los
primeros |duty|·T ms de cada ventana T, OFF el resto.
- Zona muerta DEL ERROR (deadband): si
|err| < umbral (3-8°), salida CERO.
Evita que el lazo persiga ruido y tiemble permanentemente alrededor del setpoint.
- PI con anti-windup = feedforward automático: el integrador aprende solo la
perturbación SISTEMÁTICA (deriva parásita del strafe) — esto ES la
"auto-calibración" pedida. Límite duro del integrador (anti-windup) al rango que
puede cancelar (~±perturbación máxima conocida); congelar integración mientras la
salida está saturada o el duty está OFF.
- Red de seguridad por estado: si
|err| > umbral_grande (45°), el lazo está
perdido → PARAR el movimiento, re-escuadrar quieto (donde el actuador es más
confiable), asentar, retomar. Convierte el descontrol en recuperación.
Método de ajuste de banco (titración, 2-3 corridas)
- Arrancar: kp = el validado del robot (HeadingPID 3.0), ki=0, deadband 5°,
OMEGA_ON = mínimo físico medido, T=150 ms.
- ¿Serpentea? → subir deadband (5→8°) o bajar kp (3→2). ¿Deriva lenta sin
corregir? → activar ki chico (0.5/s) con anti-windup.
- Medir SIEMPRE con datos (caja negra / panel), nunca a ojo: criterio = |err| < 10°
sostenido durante el movimiento completo.
Errores comunes
- Subir el clamp para "ganarle" a la oscilación → la empeora (más overshoot).
- D-term contra actuador cuantizado → amplifica el ruido de cuantización; PFM primero.
- Integrador sin anti-windup → tras una saturación larga, descarga un latigazo.
- Tunear sin identificar la planta: medí PRIMERO la perturbación (deriva con lazo
abierto) y el mínimo físico del actuador — esos 2 números dimensionan todo.
Valores YA validados del arquero (NO re-tunear a ciegas)
Antes de tocar el lazo de rumbo del arquero, leé los docs canónicos — esto ya está medido:
- Heading-hold por trim de la TRASERA (strafe continuo,
strategy.cpp): GK_STRAFE_KP=2.0,
KI=1.0, deadband=2°, band=18°, trim_max=30 PWM, i_max=18; GK_REAR_TRIM_SIGN=-1 (R2,
confirmado banco 2026-06-18 — OJO: un signo invertido TAMBIÉN queda estable, pero a 180° del
objetivo; se discrimina con captura de rumbo inicial). Trim traslacional: tope ±19 mm/s (arriba
la trasera se dispara a su piso 107 = patada lateral).
- PFM clásico (correcciones por debajo del piso):
kp=2.0, ki=0.4, deadband 5°, 100°/s, ventana 160 ms.
- La latencia del heading YA está al máximo de mitigación (verificado en código 2026-06-18): el BNO
se lee a 100 Hz en
top_robot2_pri (-DTOP_BNO_FAST + -DTOP_BNO_PRIMARY_ONLY horneados desde
2026-06-16 → BNO_READ_INTERVAL_MS=10), y top_robot2_pri_hpredict suma predicción (extrapola con el
gyro) ENCIMA. top_robot2_pri_fastbno es REDUNDANTE con el base. ⚠️ El doc CONTROL-ARQUERO-LATERAL
(2026-06-14) todavía dice "BNO 20 Hz / fix = fastbno" — DESACTUALIZADO, el código ya lo hornea.
Si AÚN oscila con 100 Hz+predicción, NO es latencia: bajar GK_STRAFE_KI (1.0→0.5) y/o esperar el
warm-up del BNO (la deriva inicial del giro es calibración del sensor, no rate).
- Docs canónicos: lazo + latencias →
docs/firmware/CONTROL-ARQUERO-LATERAL-Y-LATENCIAS.md (ojo:
su afirmación de "BNO 20 Hz" quedó vieja); todas las perillas con rango → docs/firmware/GUIA-DE-TUNING-CENTRAL.md.
REQUIRED BACKGROUND: la planta concreta de este robot está en la skill
dinamica-omni-3-ruedas (pisos, deriva parásita medida, regímenes de velocidad).
