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直升机配置

本节包含与直升机配置和调试相关的主题内容。

支持的配置

支持的直升机配置:

  • 单主旋翼,由最多 4 个倾斜盘舵机控制倾斜盘,尾旋翼由电子调速器(ESC)驱动,且尾旋翼与主旋翼在机械上无耦合。
  • 单主旋翼,由最多 4 个倾斜盘舵机控制倾斜盘,尾翼由一个舵机控制,且尾翼与主旋翼在机械上有耦合。

支持的飞行操作/功能:

  • 与多旋翼飞行器相同。
  • 在撰写本文时,无法进行具有负推力的自主/引导式 3D 飞行。

设置

要设置和配置直升机,请按以下步骤操作:

  1. 在 QGroundControl 中选择直升机的机身类型。 在撰写本文时,直升机组中只有“通用直升机(尾翼电子调速器)”这一选项。 这将把直升机框架配置为尾旋翼与主旋翼在机械上无耦合的类型(CA_AIRFRAME10: 直升机(尾翼电子调速器))。

QGC - 直升机机身类型

INFO

对于由尾翼舵机控制尾翼的直升机,没有单独的机身类型选项。 要选择此配置,请将参数 CA_AIRFRAME 设置为“直升机(尾翼舵机)”。 然后,执行器配置屏幕将更改以支持此框架类型。

  1. 在“飞行器设置 > 执行器”中配置直升机的执行器几何参数。

INFO

对于大多数框架的执行器设置和测试内容在 执行器 中有介绍。 下面会引用相关内容,但这里是关于直升机设置信息的主要主题内容。

通用直升机 - 带尾翼电子调速器 的几何参数如下图所示。

几何参数:直升机

电机没有可配置的几何参数:

  • 旋翼(电机 1):主旋翼
  • 偏航尾电机(电机 2):尾旋翼

倾斜盘舵机:3 | 4 (4 个舵机可提供额外的稳定性)

对于每个舵机,需设置以下参数:

  • 角度:从正前方(0°)开始,在倾斜盘圆周上,舵机臂所连接位置的顺时针角度(以度为单位)。 例如,对于典型的设置,三个舵机控制倾斜盘,且在圆周上均匀分布(360° / 3 = 120°),即每个舵机之间间隔 120°,角度设置如下:
编号角度
舵机 160°
舵机 2180°
舵机 3300°
警告和要求
  • 臂长(相对于彼此):从倾斜盘中心的半径(俯视图)。臂长越短,相同的舵机运动使倾斜盘移动的幅度越大。这使得自动驾驶仪能够进行补偿。

  • 微调:单个舵机位置的偏移量。只有在极少数情况下,当所有舵机都处于中心位置但倾斜盘仍不水平时,才需要进行此设置。

其他设置:

  • 基于总距的偏航补偿比例:根据当前的总距进行前馈补偿的偏航量。
  • 主旋翼逆时针旋转禁用(顺时针旋转) | 启用
  • 油门启动时间:设置的值(以秒为单位)应大于电机可实现的最小启动时间。 较大的值可能会改善用户体验。
  1. 取下旋翼叶片和螺旋桨。

  2. 将电机和舵机分配到输出端口并进行测试(也可参考 执行器配置):

    1. 电机和舵机分配到输出端口
    2. 用电池为飞行器供电,并使用 执行器测试滑块 来验证舵机和电机的分配及转动方向是否正确。
  3. 使用处于 特技飞行模式 的遥控器,验证倾斜盘的运动是否正确。对于大多数机身,你应该看到以下情况:

    • 将横滚摇杆向右移动,倾斜盘应向右倾斜。
    • 将俯仰摇杆向前移动,倾斜盘应向前倾斜。

如果你的机身需要任何相位滞后角度偏移,可以简单地将其添加到所有倾斜盘舵机的角度中。请参考你机身的制造商文档。

  1. 使飞行器解锁并检查主旋翼是否缓慢启动。 根据需要使用参数 COM_SPOOLUP_TIME 调整油门启动时间。 你也可以使用参数 CA_HELI_THR_Cx 调整油门曲线。 默认设置为恒定的最大油门(适用于大多数设置)。

  2. 再次使飞行器上锁并断电。

  3. 安装旋翼叶片并为飞行器供电。

  4. 使用参数 CA_HELI_PITCH_Cx 配置总距曲线。 根据你想要的最小和最大桨叶角度设置最小值和最大值。 确保最小值足够低,以便飞行器仍能下降。 宁可先设置一个较低的值。 出于这个原因,默认值略为负值,应该是一个不错的起点。

调试

完成上述步骤后,你就可以在安装好旋翼叶片的情况下解锁飞行器了。

首先,按照以下部分所示调整 角速度控制器偏航补偿(这些是直升机特有的部分)。

然后,进行姿态、速度和位置控制器的调整,其操作方法与多旋翼飞行器的 调整方法相同

请注意,(在撰写本文时)不支持/未测试自动调整功能。

偏航补偿

由于偏航扭矩补偿对于直升机稳定悬停至关重要,因此首先需要进行大致的配置。为了进行精确调整,一旦角速度控制器按预期工作,就可以再次参考本节内容。

最重要的是设置主旋翼的旋转方向,默认情况下,从机身上方看,主旋翼是顺时针旋转的。如果你的主旋翼是逆时针旋转的,请将 CA_HELI_YAW_CCW 设置为 1。

有两个参数用于补偿主旋翼总距和油门引起的偏航: CA_HELI_YAW_CP_SCA_HELI_YAW_TH_S

当尾旋翼的正推力使飞行器的旋转方向与主旋翼的旋转方向相反时,需要设置为负值。

角速度控制器

角速度控制器应在 特技飞行模式 下进行调整,但如果你无法进行特技飞行模式,也可以在 稳定模式 下进行调整。

  1. 首先禁用角速度控制器的增益,只设置一个较小的前馈值:

    sh
    param set MC_ROLLRATE_P 0
    param set MC_ROLLRATE_I 0
    param set MC_ROLLRATE_D 0
    param set MC_ROLLRATE_FF 0.1
    param set MC_PITCHRATE_P 0
    param set MC_PITCHRATE_I 0
    param set MC_PITCHRATE_D 0
    param set MC_PITCHRATE_FF 0.1
  2. 缓慢起飞,并进行一些横滚和俯仰摇杆的操作。 使用 QGC 调整用户界面检查响应情况:

    QGC 角速度控制器调整用户界面

增加横滚和俯仰的前馈增益 MC_ROLLRATE_FFMC_PITCHRATE_FF,直到在给出阶跃输入时响应达到设定点。

  1. 然后启用 PID 增益。 从以下值开始设置:
  • MC_ROLLRATE_PMC_PITCHRATE_P 的值为上一步中找到的合适前馈值的四分之一。P = FF / 4

    sh
    param set MC_ROLLRATE_I 0.2
    param set MC_PITCHRATE_I 0.2
    param set MC_ROLLRATE_D 0.001
    param set MC_PITCHRATE_D 0.001

然后根据需要增加 PD 增益,直到能够良好跟踪。 预计 P 增益会比 FF 增益小很多。