穿越机设置指南
本文介绍如何对穿越机进行设置与配置,以实现最佳性能(特别是针对特技飞行模式)。
请注意,穿越机是专为高速飞行设计且动力强劲的飞行器。你应当具备一定的使用经验,或者在有经验的人员协助下进行操作。
TIP
本文所述的许多方法同样可用于提升其他类型多旋翼飞行器的飞行性能。
INFO
穿越机通常会省略一些传感器(如GPS),因此其防护性选项相对较少。
构建选项
穿越机通常配备较少的传感器,最小配置仅使用陀螺仪和加速度计。
INFO
如果飞控板带有内置磁力计,建议不要使用(小型穿越机尤其容易受到强电磁干扰)。
穿越机一般不配备GPS,因为这会增加重量,且在碰撞时更容易损坏(一个GPS + 外部磁力计需要安装在GPS杆上,以避免大电流对磁力计的影响,这也意味着它更易受损)。不过,增加GPS也有一些好处,尤其对于初学者而言:
- 你可以让飞机进入定位状态,飞行器将保持在一个位置。当你迷失方向或需要紧急制动时,这会很有用,它通常也可用于安全降落。
- 可以使用返航模式,可通过开关触发,或作为遥控器失联/低电量时的故障保护机制。
- 当发生事故时,你能获取飞机最后的位置,便于寻找飞机。
- 飞行记录将包含飞行路线追踪,意味着你可以进行航行回顾(3D模式),这有助于提升你的特技飞行技巧。
硬件安装
以下各段阐述了构建穿越机时的几个关键要点。如果你需要完整的构建说明,可以参考QAV - R 5" KISS ESC穿越机构建日志。
振动设置
有多种方法可减少振动,例如,可使用减震泡沫或O型圈来安装飞控板。虽然没有绝对最佳的方法,但使用高质量的组件(机架、电机、螺旋桨)通常能减少振动问题,如QAV - R 5" KISS ESC穿越机中所使用的组件。确保使用平衡的螺旋桨。
重心
确保重心尽可能靠近推力中心。左右平衡通常不是问题,但前后平衡可能需要注意。你可以移动电池,直至重心配置正确,然后在机架上标记位置,以便每次都能正确放置电池。
INFO
积分项可以补偿不平衡的设置,自定义混合器甚至能更好地解决这个问题。然而,最好在飞行器安装阶段就解决不平衡问题。
软件设置
完成穿越机的硬件构建后,需要进行软件配置。
请按照基础配置指南进行操作。特别要设置与你的机架最匹配的机架类型(通常你会选择通用250穿越机机架,它会默认设置一些穿越机特定的参数)。
以下这些参数很重要:
- 在执行器配置过程中,为一组输出选择协议,以启用One - Shot或DShot。
- 根据需求设置稳定模式下的最大横滚、俯仰和偏航速率:MC_ROLLRATE_MAX、MC_PITCHRATE_MAX和MC_YAWRATE_MAX。最大倾斜角通过MPC_MAN_TILT_MAX进行配置。
- 最小推力MPC_MANTHR_MIN应设置为0。
估计器
如果你使用GPS,可以跳过此部分并使用默认估计器。否则,你应切换到Q姿态估计器,它无需磁力计或气压计即可工作。
要启用它,请设置ATT_EN = 1、EKF2_EN =0 和LPE_EN = 0(更多信息请参阅切换状态估计器)。
然后更改以下参数:
- 如果系统没有磁力计,将SYS_HAS_MAG设置为
0
。 - 如果系统没有气压计,将SYS_HAS_BARO设置为
0
。 - 配置Q估计器:将ATT_ACC_COMP设置为
0
,ATT_W_ACC设置为0.4,ATT_W_GYRO_BIAS设置为0。如果你愿意,之后可以对这些参数进行调整。
故障保护
配置遥控器失联与低电量故障保护。如果你不使用GPS,将故障保护设置为“锁定”,即关闭电机。在试验台上,在飞行器已解锁状态下关闭遥控器,测试遥控器失联保护(此时不要安装螺旋桨)。
PX4调试
INFO
在进行任何调试之前,请确保校准电调。
此时,你应该准备好进行首次试飞。
假设飞行器能够使用默认设置飞行,我们首先进行多旋翼飞行器基本PID调试。飞行器的调试应偏弱(P和D增益应设置得较低),确保控制器不会产生可被误判为噪声的振荡(默认增益可能就足够)。这对于滤波器调试很重要(之后会进行第二轮PID调试)。
控制延迟
“控制延迟” 是指从飞行器受到物理干扰到电机对变化做出反应之间的延迟。
TIP
尽可能降低控制延迟至关重要!更低的延迟允许你提高速率P增益,意味着更好的飞行性能。即使延迟增加一毫秒,也会产生影响。
以下因素会影响延迟:
- 软质的机架或软质的减震安装会增加延迟(它们起到滤波器的作用)。
- 软件和传感器芯片中的低通滤波器在提高噪声过滤效果的同时,会增加延迟。
- PX4软件内部:传感器信号需要在驱动程序中读取,然后通过控制器传递到输出驱动程序。
- 与使用AUX引脚相比,IO芯片(MAIN引脚)会增加约5.4毫秒的延迟(这不适用于Pixracer或Omnibus F4,但适用于Pixhawk)。为避免IO延迟,可将电机连接到AUX引脚。
- PWM输出信号:优先启用Dshot以减少延迟(如果不支持Dshot,可使用One - Shot)。在执行器配置过程中为一组输出选择协议。
滤波器调试
滤波器在控制延迟和噪声过滤之间进行权衡,两者都会影响性能。相关信息请参阅:滤波器/控制延迟调试。
PID调整(第二轮)
现在进行第二轮PID调试,这次要尽可能精确地调试,同时调试推力曲线。
TIP
你可以使用多旋翼飞行器基本PID调试中描述的方法来调试机架,但你需要参考多旋翼飞行器PID调试指南(高级/详细),以了解如何调试推力曲线。
飞行模式
在你确认飞行器在低油门和高油门状态下都能良好飞行后,可以通过MC_AIRMODE参数启用飞行模式(airmode)。此功能可确保飞行器在低油门时仍可操控并跟踪速率。