APM固定翼調(diào)參

火龍ocnunr7cj9 2017-05-20

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以下內(nèi)容翻譯自http:///plane/docs/roll-pitch-controller-tuning.html內(nèi)容作為本人外場飛行時(shí)所攜帶的飛行手冊之用。
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固定翼飛機(jī)和多旋翼相比,，優(yōu)劣互現(xiàn),。由于固定翼與生俱來的無動(dòng)力滑翔能力，它們在空中飛行時(shí)能一定程度容忍誤操作和機(jī)械故障,。此外,，固定翼能消耗相對較少的能量來實(shí)現(xiàn)大載荷的遠(yuǎn)距離飛行。
每一次飛行前：切換到 FBWA 模式,，手動(dòng)傾斜飛機(jī)確認(rèn)舵面反饋方向正確,。另外確認(rèn)舵面動(dòng)作和搖桿一致。
水平角度較準(zhǔn)：關(guān)鍵參數(shù)是 AHRS_TRIM_X 和 AHRS_TRIM_Y ,；每0.01 表示 0.6度,，如果左傾斜，X調(diào)大,，如果俯沖,，Y調(diào)大
解鎖時(shí)的油門輸出：
ARMING_REQUIRE=1時(shí)，輸出值為RC3_MIN,；
ARMING_REQUIRE=2時(shí),，停止向油門輸出脈沖。
飛行模式：
MANUAL：手動(dòng)模式
STABILIZE：松搖桿時(shí)自穩(wěn)（更推薦FBW）
FBWA：副翼搖桿控制轉(zhuǎn)向,，俯仰自動(dòng)保持,，最大橫滾角度LIM_ROLL_CD,，最大俯仰角LIM_PITCH_MAX/LIM_PITCH_MIN，高度依舊由油門（極限值THR_MINTHR_MAX）和升降舵控制（目前最流行的飛行模式）
FBWB：相比A模式,，增加定高功能,，高度由升降搖桿控制，空速由油門搖桿控制,。最大爬升率由FBWB_CLIMB_RATE指定,，默認(rèn)為2m/s。如果安裝空速計(jì),，則油門搖桿控制的空速范圍是ARSPD_FBW_MINto ARSPD_FBW_MAX
CRUISE：巡航模式,，相比FBWB，增加了鎖向功能,，適合遠(yuǎn)距離FPV飛行,。實(shí)際運(yùn)作中，該模式將自動(dòng)設(shè)定一個(gè)當(dāng)前方向上一公里外的地點(diǎn)作為下一個(gè)Waypoint,，因此具備抗側(cè)風(fēng)等外界干擾的功能,。方向舵搖桿能改變航向且保持機(jī)翼水平。
LOITER：飛機(jī)以當(dāng)前位置為圓心繞圈,，且定高,。繞圈半徑為WP_LOITER_RAD。
ACRO:搖桿控制滾轉(zhuǎn)角速度,，同時(shí)保持姿態(tài)角,，默認(rèn)滾轉(zhuǎn)角速度為每秒180度，由ACRO_ROLL_RATE

and ACRO_PITCH_RATE指定,，可以做特技飛行,。該模式下容易失速，需要切換到手動(dòng)模式來恢復(fù),。
RTL：返航并在家上空盤旋,，不改出的話將持續(xù)飛行直到耗盡電源。目標(biāo)飛行高度為 ALT_HOLD_RTL單位cm,。
P 調(diào)好之前,，初始值 I 參數(shù)默認(rèn)為 0；
P 調(diào)好以后,，建議 I 從0.05作為起始點(diǎn)開始調(diào),。
PID基本調(diào)試
1.飛機(jī)在手動(dòng)模式下起飛并進(jìn)入平飛。
2.切到FBWA模式,，觀察是否機(jī)體傾斜角度過大,，那可能需要重新校準(zhǔn)遙控器或飛控水平面。如果前期校準(zhǔn)正常,，此時(shí)會(huì)維持基本的平飛,。如果機(jī)翼抖動(dòng),，很可能是默認(rèn)的RLL2SRV_P 過高，此時(shí)需要切到手動(dòng)模式下修改該參數(shù)后再切回FBWA模式,。
3.如果飛機(jī)俯仰方向震蕩,，那么 PTCH2SRV_P 過高。
Roll控制調(diào)參
方法一（傻瓜調(diào)參）
1.FBWA模式下,，人為來回大幅度壓副翼,，如果反應(yīng)太慢，就以0.1為步長增加 RLL2SRV_P,。
2.如果overshoot過大,，就調(diào)小。
3.調(diào)好以后,，RLL2SRV_I 設(shè)到0.05,，可以慢慢調(diào)大增加抗風(fēng)能力，如果又開始震蕩就調(diào)小,。
方法二（最優(yōu)調(diào)參）
1.FBWA模式下,，大幅度壓副翼，如果反應(yīng)太慢,，就把 RLL2SRV_P 增大0.1,。
2.以0.01的步長增加 RLL2SRV_D直到開始震蕩，然后參數(shù)減半,。由于調(diào)節(jié)D參數(shù)將使舵機(jī)頻繁動(dòng)作,，需要在降落以后觀察舵機(jī)是否過熱，舵機(jī)過熱會(huì)導(dǎo)致舵機(jī)失效,。為了舵機(jī)溫度不至于過高，參數(shù)盡量不要調(diào)到0.1以上,。
3.以0.05為步長,，從零開始增加 RLL2SRV_I 直到震蕩，然后參數(shù)減半,。
Roll調(diào)參貼士
飛機(jī)在空中飛行時(shí)靠肉眼難以定量獲取姿態(tài),，可以在地面站的主界面添加 roll 和 nav_roll參數(shù)來觀察overshoot。roll是當(dāng)前橫滾角度,，nav_roll是目標(biāo)角度,。觀察 roll 和 nav_roll之間有時(shí)會(huì)存在一個(gè)靜差，把 RLL2SRV_I 設(shè)為一個(gè)較小的數(shù),，比如 0.01,，就會(huì)發(fā)現(xiàn)靜差慢慢被補(bǔ)償并消失，這就是積分反饋的作用,。參數(shù)RLL2SRV_IMAX可以給積分項(xiàng)限幅,。默認(rèn)值1500可以提供舵面總行程1/3的積分補(bǔ)償,，一般情況夠用了，除非你需要補(bǔ)償大幅度的系統(tǒng)誤差（例如只在一側(cè)機(jī)翼掛載設(shè)備造成的不平衡）,。限幅參數(shù) RLL2SRV_RMAX設(shè)為一個(gè)非零的數(shù)來實(shí)現(xiàn)較為平緩的橫滾速度,。默認(rèn)值是每秒60度，比較通用,；如果設(shè)為零,，將關(guān)閉滾轉(zhuǎn)角速度的限幅，控制將變得更靈敏,。這個(gè)值不能太小,，不然控制環(huán)的反饋太弱，導(dǎo)致飛機(jī)不穩(wěn)定,?？刂茣r(shí)間常數(shù)RLL2SRV_TCONST同樣可以設(shè)置飛機(jī)達(dá)到指定姿態(tài)角的時(shí)間。如果角度誤差較大,，那么參數(shù)RLL2SRV_I將掩蓋該值的效果,。調(diào)小這個(gè)時(shí)間常數(shù)會(huì)讓飛機(jī)在硬件允許的情況下更快的到達(dá)指定的姿態(tài)角。如果飛機(jī)響應(yīng)比較慢,，這個(gè)值需要大一些,。roll_speed指示當(dāng)前的滾轉(zhuǎn)角速度，單位是弧度每秒,。如果RLL2SRV_RMAX設(shè)為60,，那么最大的roll_speed的值差不多就是1.0（1弧度等于57度），如果值較大,，例如大于1.1,，那么說明RLL2SRV_P 太大了。
Pitch控制調(diào)參
方法一（傻瓜調(diào)參）
1.FBWA模式下,，頻繁推拉升降舵,，以0.1步長調(diào)節(jié) PTCH2SRV_P 到滿意為止。
2.如果俯仰方向有過沖或者震蕩,，就減小 PTCH2SRV_P,。實(shí)在不行就有可能是你前期校準(zhǔn)沒做好。
3.打副翼并觀察,，機(jī)鼻方向理應(yīng)保持高度或是伴有輕微的俯沖或拉升,。略微掉高度是正常的。如果相反飛機(jī)自動(dòng)拉升,，那么就從默認(rèn)值1.0按照0.05的步長慢慢減小PTCH2SRV_RLL,。相反，如果飛機(jī)掉高度太快，就從默認(rèn)值1.0按照0.01的步長稍微調(diào)大,。如果參數(shù)超出了0.7~1.4的范圍還是不行,，那就是別的問題了，比如前面沒調(diào)好或者空速計(jì)沒校準(zhǔn),。
方法二（最優(yōu)調(diào)參）
1.按照方法一做一遍,。
2.以步長0.01增加 PTCH2SRV_D 直到飛機(jī)開始震蕩，然后參數(shù)減半,。同樣不要超過0.1不然舵機(jī)可能過熱,。
3.以步長0.05從默認(rèn)的零開始增加PTCH2SRV_I直到開始震蕩，參數(shù)減半,。
Pitch調(diào)參貼士
主界面添加 pitch 和 nav_pitch 方便定量觀察姿態(tài)角,。參數(shù)PTCH2SRV_I設(shè)為一個(gè)小的值，大約0.05可以消除俯仰靜差,，可以用步長0.05慢慢增加,。積分項(xiàng)補(bǔ)償靜差，和Roll部分一樣,。積分項(xiàng)會(huì)嘗試持續(xù)補(bǔ)償俯仰角,，如果PTCH2SRV_IMAX過大，在FBWA模式下如果空速難以保持當(dāng)前的迎角,，那么會(huì)有失速的危險(xiǎn),。俯仰速率限幅參數(shù)PTCH2SRV_RMAX_DN andPTCH2SRV_RMAX_UP可以用來控制俯仰方向修正誤差角的速度。值設(shè)為（560除以空速）等價(jià)于一個(gè)+-1g的加速度,。還是時(shí)間參數(shù)PTCH2SRV_TCONST,，如果誤差較大則由參數(shù)PTCH2SRV_RMAX_DN andPTCH2SRV_RMAX_UP來主導(dǎo)。pitch_speed俯仰方向的角速度,，單位是弧度每秒,，如果限幅參數(shù)PTCH2SRV_RMAX_DN/UP設(shè)為30,那么該值最大應(yīng)該差不多是0.5（0.5弧度約等于28.5度），如果太大,，調(diào)小PTCH2SRV_P,，反之調(diào)大。
Yaw控制調(diào)參
方向舵控制環(huán)既可以配置為簡單的阻尼器（適合小垂尾飛機(jī)）,，也可以更進(jìn)一步配置出抗側(cè)滑的功能?？箓?cè)滑功能需要測量側(cè)方向的加速度,，僅適合側(cè)面投影面積較大的機(jī)身，否則在發(fā)生側(cè)滑的時(shí)候無法提供能被檢測到的加速度,。體態(tài)纖長的滑翔機(jī)或者飛翼無法使用抗側(cè)滑功能,，僅能使用Yaw方向的阻尼功能。
Yaw阻尼器調(diào)節(jié)
1.確保參數(shù) YAW2SRV_SLIP和YAW2SRV_INT 都是零,，YAW2SRV_RLL的值為1,，YAW2SRV_DAMP是零,。
2.用最大的角度來回快速壓副翼，同時(shí)觀察Yaw方向的動(dòng)作,。如果機(jī)鼻的運(yùn)動(dòng)方向和滾轉(zhuǎn)方向相反（例如從左傾的姿態(tài)向右壓副翼時(shí),，機(jī)鼻方向向左轉(zhuǎn)動(dòng)），那么需要調(diào)大KFF_RDDRMIX直到機(jī)鼻的轉(zhuǎn)動(dòng)消失,。注意這個(gè)值不能大于1,。
3.按照步長0.05逐步增加YAW2SRV_DAMP，直到飛機(jī)開始震蕩,，將參數(shù)減半,。
4.使用副翼進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，如果機(jī)鼻有遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)彎圓心的趨勢,，按照0.05的步長從默認(rèn)值1.0開始調(diào)大YAW2SRV_RLL,，相反如果機(jī)鼻有朝向轉(zhuǎn)彎圓心的趨勢，那就用0.01的步長調(diào)小,。正常調(diào)節(jié)的范圍是0.7~1.4,，還調(diào)不過來就是別的問題了，可能需要重復(fù)步驟2,，并且校準(zhǔn)空速計(jì)如果你有的話,。
Yaw抗側(cè)滑調(diào)節(jié)
1.先調(diào)好阻尼器。
2.在地面站的快捷參數(shù)窗口增加側(cè)加速度值 ay,。
3.以最大角度反復(fù)壓副翼,，觀察ay的變化，如果ay在零值上下變化不大,，而且在你轉(zhuǎn)彎的時(shí)候ay也沒有顯著的變化,，那么你就不需要調(diào)節(jié)并跳過以下步驟。
4.把YAW2SRV_INT設(shè)為1.0,，如果使得Yaw方向開始震蕩,，那就調(diào)小，直到找到剛開始發(fā)生震蕩時(shí)的最小數(shù)值,，然后把參數(shù)減半,。
5.如果ay有明顯的誤差（把a(bǔ)y=0為參考）或者在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候出現(xiàn)跳變，那么慢慢的用0.5的步長增加YAW2SRV_SLIP直到誤差消失或是又開始震蕩,。如果發(fā)生震蕩,，那就把開始震蕩時(shí)的參數(shù)減半。

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