多旋翼配置
多旋翼的配置与校准步骤,在总体框架上与其他飞行器类型一致:选择固件、配置飞行器框架(包括执行器/电机布局与输出映射)、进行传感器配置与校准、设置安全及其他功能,最后完成参数调试。
本主题将从标准配置、高级配置以及飞行控制器外设中选取相关主题,并结合多旋翼特定的调试内容,来讲解如何配置多旋翼飞行器。
INFO
对于新的多旋翼框架,首次进行配置和校准时,推荐以此主题作为切入点。
加载固件
第一步是将PX4固件加载到飞行控制器上。 这一步使用QGroundControl最为便捷,它会依据控制器硬件自动选择适配的固件。 默认情况下,QGC会安装最新的PX4稳定版本,如有需要,也可选择测试版或自定义版本。
相关章节:
机架选择和配置
本节介绍如何配置飞行器类型(多旋翼)、特定的电机/飞行控制布局以及电机输出。
首先,选择多旋翼机架(选项列于机架参考 > 多旋翼)。 若存在与您飞行器品牌和型号匹配的机架,应优先选择;若没有,则选择在电机数量和相对位置上与您的飞行器几何结构最接近的“通用”机架类型。 例如,对于X型四旋翼机架,您可在列表中查找您的机架名称,若未找到,则选择通用X型四旋翼机架。
INFO
任何选定的多旋翼机架,都可在下一步(执行器配置)中进行修改,如添加/移除电机、更改布局,以及指定飞行控制器的哪些输出连接到特定电机及其输出属性。 选择与您飞行器匹配的机架,可减少所需的配置工作。
Details
其工作原理(详细说明) 选择机架会应用一个机架配置文件,该文件包含一组预定义的参数,如用于定义飞行器类型的CA_AIRFRAME=0,以及用于定义旋翼数量的CA_ROTOR_COUNT。
机架配置可定义飞行器的所有信息,从其几何结构和输出映射,到调谐和校准值。 不过,当您启用新飞行器时,机架通常包含相当精简的配置:
- 名称中带有“通用”字样的机架,定义了飞行器类型、旋翼数量和“占位符”旋翼位置。 选择机架后,您需定义实际的几何结构,然后配置输出。
- 以型号/品牌命名的机架,会定义飞行器类型、旋翼数量、实际旋翼位置和电机方向。 选择机架后,通常仍需配置输出。
接下来的步骤是定义飞行器的几何结构(电机数量及其相对位置),并将这些电机分配到飞行控制器上的物理输出端口(这两个内容均在执行器配置与测试中介绍)。
如果使用PWM电调(ESC)和OneShot电调(但不包括DShot和DroneCAN/Cyphal电调),在进行电机配置之前,应先执行电调校准。 这可确保所有电调针对给定输入提供完全相同的输出(理想情况下,我们应先校准电调,但只有在映射输出后才能校准电调)。
最后一步是电机配置:
- 反转与几何结构中配置的旋转方向不匹配的电机。 对于DShot电调,可通过执行器测试用户界面进行此操作。
- 对于PWM、OneShot和CAN电调,设置电机在解锁、低速和高速时的输入限制(DShot电调无需此操作)。
相关章节:
- 飞行器(机架)选择 - 选择与您的机架匹配的飞行器类型。
- 执行器配置与测试 - 飞行器几何结构、输出映射、电机配置、测试。
- 电调校准 - 在输出映射和电机配置(上述主题)之间,对PWM和OneShot电调执行此操作。
传感器设置和校准
PX4通常依赖磁力计(指南针)获取方向信息,依赖气压计获取高度信息,依赖陀螺仪获取机体角速度,依赖加速度计获取姿态信息,依赖GPS/GNSS获取全球位置信息。 Pixhawk飞行控制器(以及许多其他控制器)内置有磁力计、加速度计、陀螺仪和气压计。 内置指南针通常不太可靠,因此通常还会添加外部指南针(通常与同一设备中的GNSS接收器组合在一起)。
我们首先需要设置传感器方向,告知PX4自动驾驶仪(及其内置传感器)和外部指南针相对于飞行器的方向。 一般来说,您将其朝向飞行器前方,通常无需设置其他内容。 完成此操作后,我们需要校准指南针、陀螺仪和加速度计。
核心传感器设置涵盖以下主题:
PX4还可使用其他外设,如距离传感器、光流传感器、避障警报器、摄像头等:
- 飞行控制器外设 - 设置特定传感器、可选传感器、执行器等。
手动控制设置
飞行员可通过无线电控制(RC)系统或通过QGroundControl连接的操纵杆/游戏手柄手动控制飞行器。
INFO
手动控制对于安全启用新飞行器至关重要!
无线电控制:
操纵杆/游戏手柄:
- 操纵杆设置(包括按钮/飞行模式映射)
安全配置
PX4可配置为自动处理诸如低电量、失去无线电或数据链路、飞离起飞点过远等情况:
- 电池电量估算调试 - 估算剩余电量(低电量故障保护所需)。
- 安全配置(故障保护)
调试
调试是最后一步,需在完成大部分其他设置和配置后进行。
- 速率和姿态控制器:
- 自动调参 - 自动调试PX4速率和姿态控制器(推荐)。
INFO
自动调参适用于在所有机体轴上具有合理控制能力和动力学特性的机架。 它主要在竞速四旋翼和X500上进行过测试,预计在带有可倾斜旋翼的三旋翼飞行器上效果欠佳。 仅在自动调参出现问题时,才需要使用以下指南进行手动调参:
- 多旋翼PID调试(手动/基础) - 手动调试基础指南。
- 多旋翼PID调试指南(手动/详细) - 带有详细说明的手动调试指南。
- 多旋翼滤波器/控制延迟调试 - 在控制延迟和噪声滤波之间进行权衡。
- 多旋翼设定点调试(轨迹生成器)
- 多旋翼竞速飞行器设置
另请参阅
- QGroundControl > 设置
- 飞行控制器外设 - 设置特定传感器、可选传感器、执行器等。
- 高级配置 - 出厂/原厂校准、配置高级功能、不常见配置。
- 以飞行器为中心的配置/调试:
- 多旋翼配置/调试
- 直升机配置/调试
- 固定翼配置/调试
- 垂直起降飞行器配置/调试