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科普专题无人机飞控姿势调参办法

2019-11-10 11:45:59  阅读:3591+ 作者:责任编辑NO。邓安翔0215

前语

无人机的调试作业很大一部分是对飞翔操控参数的调试,广义的飞控参数包含了制导、导航、操控律以及各种操控战略中的可调参数。

一般的飞控都有上百项需求人为调试的参数,有的乃至是几百上千个。而姿势操控作为无人机操控的根底,一般在无人机试飞调试时首战之地,成为咱们首要调试目标,当然导航的参数以及咱们上一讲PX4实战目光之振荡剖析肯定是在调试姿势之前都有一个比较好的状况的。

咱们今日要说的姿势参数调试办法是针对现在运用最为广泛的串级PID操控器进行的,而在姿势操控中依据时标别离假定规划的操控器一般分为内外环结构,内环操控姿势角速率,外环操控姿势角。

时标别离的意思便是内环呼应的速度要远快于外环,所以内环呼应可以在很短的时间内跟上外环给出的希望。

PX4中运用的P(外环)—PID(内环)型结构便是这么规划出来的,关于姿势操控的操控律规划部分咱们今后再讲,会针对欧拉角和四元数两种描绘别离进行论说。

今日咱们就来谈谈这个P—PID的内外环姿势操控器的参数应该怎样调试。

固定翼、直升机和多旋翼的调参办法有类似之处,可是他们三者关于参数的活络性彻底不同,直升机对参数及其活络,参数稍有改变操控作用就会相差许多,而固定翼关于参数习惯规模很广,也是最好调试的。

今日咱们的调参首要针对的是多旋翼飞机(垂起飞翔器旋翼部分),以PX4为例,其他飞控调试办法根本相同,或许参数姓名不相同,功用有所不同罢了。

调参预备

在开端参数调试之前,咱们要做一些调试预备,飞翔器各体系正常自不必说,飞控参数也要有所更改和验证:

1、电调校准结束;

2、PWM_MIN参数要确保飞翔器解锁后电机不会中止滚动,这么做的原因是在空中遇到姿势操控比较极点的状况下,飞翔器输出的电机操控信号一般会打到最低和最高方位。假如,最低方位PWM_MIN时电机现已中止滚动,那也便是说电机这部分操控现已不起作用了,会形成飞翔器力和力矩的不平衡,姿势操控呈现一些显着的反常问题。

所以在地上时要进行以下验证:

A、不装桨叶上电;

B、将油门打到最低方位;

C、俯仰滚转偏航三个方向都晃动45度(这个视点依据你设置的最大姿势角来定);

D、检测有无电机停转;

3、仍是翻开SDLOG_PROFILE参数的high rate选项,便于剖析姿势操控作用;

4、将参数MC_AIRMODE置0,此参数会在电机饱满时优先确保姿势操控,削弱油门通道的操控;

5、将姿势相关的一切参数都削减20%,防止发散的或许性。其首要参数如下:

滚转角速率操控器:(MC_ROLLRATE_P, MC_ROLLRATE_I, MC_ROLLRATE_D)

滚转角速率操控器:(MC_PITCHRATE_P, MC_PITCHRATE_I, MC_PITCHRATE_D)

滚转角速率操控器:(MC_YAWRATE_P, MC_YAWRATE_I, MC_YAWRATE_D)

滚转角操控 (MC_ROLL_P)

俯仰角操控 (MC_PITCH_P

偏航角操控 (MC_YAW_P)

最大滚转角速率 (MC_ROLLRATE_MAX)

最大俯仰角速率(MC_PITCHRATE_MAX

最大偏航角速率 (MC_YAWRATE_MAX)

滚转角速率前馈操控(MC_ROLLRATE_FF)

俯仰角速率前馈操控(MC_PITCHRATE_FF)

偏航角速率前馈操控(MC_YAWRATE_FF)

参数调试办法

俯仰滚转偏航三个通道的调试办法根本是相同的,所以咱们只针对其间一个通道来进行阐明,就以滚转通道为例,为了飞翔安全,咱们调试时都以manual/Stablized形式起飞,不进行Acro形式的试飞。

调试过程一般是这样的:

1、轻推油门,在地上上调查飞机有无震动趋势,没有则正常起飞;

2、在空中做滚转方向鼓励(遥控器滚转遥杆敏捷向左或向右拨杆后回中),遥控器从小到大给出滚转通道鼓励(10-30度左右的鼓励)后调查飞机反应,看飞机有无震动现象;

3、先调试参数MC_ROLLRATE_P,此参数是角速率操控器的主力军,只需有差错第一时间呼应,参数巨细直接影响飞机的活络度,每次添加10-20%直到给鼓励后飞机呈现小幅震动停止,这时分将此参数缩减为60-70%左右;

4、再调试参数MC_ROLLRATE_I,也是每次添加10-20%直到飞机呈现小幅震动,缩减为60-70%,此参数大多数都用在消除盯梢静差,参数太小会导致无法应对外界扰动;

5、参数MC_ROLLRATE_D与飞翔器的噪声有关,所以关于噪声大的飞翔器此参数根本设置为0邻近,噪声小的可以恰当添加此参数后调查飞机是否有小幅震动,有的话缩减为50%,此参数过小会呈现飞翔器给出鼓励后回中时超调呈现屡次余震。

6、固定好内环参数后调试参数MC_ROLL_P,此参数根本不必怎样调试,调大了也会震动,然后缩小;

7、MC_ROLLRATE_FF参数实际上的意思便是角速环输出直接反应到电机上,此参数有利于飞翔器给出姿势希望后的快速呼应,可是不能过大,由于他不是反应操控,要是占的输出份额过大,会搅扰角速率环的操控。假如飞翔器姿势呼应比较慢可恰当加大,姿势呼应过于活络则下降此参数。

8、关于视点和角速率的限幅参数其实要依据详细的飞机来定了,假如飞机的电机不行殷实,那就约束得小一点,假如电机才能满足,就放宽一些。

9、THR_MDL_FAC参数,这个参数是用来批改升力和PWM输出值的联系的,咱们常常发现在悬停状况时飞机的姿势操控好好的,可是到了快速爬高和下降时,飞机就呈现姿势不稳的现象,便是由于力和PWM的输出他不是线性联系,所以会呈现不同油门值的时分操控作用不相同,这个参数便是用来调试这个现象的。关于这个参数咱们后边再讲。

数据剖析

调参是必定需求数据剖析的,可以正常的运用Flight Review来进行剖析,首要剖析视点和角速率盯梢状况以及电机是否呈现饱满现象。

下面的数据除了第一张图之外都是较大尺度飞机的姿势呼应曲线,所以给出鼓励后呼应较慢,不像小尺度飞机的盯梢作用那么好。

角速率盯梢好的状况就跟下图所示:

盯梢欠好震动的状况是这样的:

姿势盯梢好的状况给鼓励是这样的:

姿势盯梢欠好的状况是这样的:

总结

本文描绘了怎么调试视点操控器的首要参数,调参的时分要注意不要一步骤太多,调试参数时飞机要落地,多调试,多总结,根本上就可以把握调试的技巧了。姿势调参部分还有TPA的相关参数和THR_MDL_FAC没有细讲,后边会进行弥补。

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