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通用标准垂直起降飞行器(四翼转换式垂直起降飞行器)配置与调参

本文档针对通用标准垂直起降飞行器(也称为 “四翼转换式垂直起降飞行器”)的配置说明。本质上,这是一款加装了多旋翼电机的固定翼飞行器。

如需获取特定机身的文档和组装说明,请参阅垂直起降飞行器机身组装指南

固件与基本设置

  1. 运行 “QGroundControl”。
  2. 为当前版本或主版本(PX4 main 分支构建)刷写固件。
  3. 机身设置 部分,选择合适的垂直起降飞行器机身。

飞行模式/模式转换

您应在遥控(RC)控制器上设置一个开关,用于在多旋翼模式和固定翼模式之间切换。

::: 注意 虽然PX4允许在无遥控控制器的情况下飞行,但在调试/配置新机身时,必须配备一个遥控控制器。 :::

这可在飞行模式 配置中完成,您可在其中为遥控控制器上的开关指定飞行模式及其他功能 。也可使用参数 RC_MAP_TRANS_SW 来指定该开关。

开关处于关闭位置时,表示您正在以多旋翼模式飞行。

多旋翼/固定翼调参

在首次尝试转换到固定翼飞行模式之前,您必须确保垂直起降飞行器在多旋翼模式下已得到良好调试。原因之一是,如果模式转换出现问题,飞行器将返回此模式,并且此时它可能已经在以相当快的速度移动。如果调试不佳,可能会发生意外。

如果您有跑道可用,且飞行器总重量不太高,您还需要调试固定翼飞行模式。否则,您将在飞行器切换到固定翼模式时进行调试。如果出现问题,您需要准备好(并且能够)切换回多旋翼模式。

请遵循多旋翼和固定翼飞行器各自的调参指南进行操作。

转换调参

虽然您看似在操控一款能在两种模式下飞行的飞行器(多旋翼模式用于垂直起降,固定翼模式用于向前飞行),但还有一个额外的状态也需要调试:模式转换。

正确调试模式转换对于安全进入固定翼模式至关重要。例如,如果转换时的空速过慢,飞行器可能会失速。

过渡阶段油门

参数:VT_F_TRANS_THR 前向转换油门定义了前向转换过程中推进/牵引电机的目标油门。

此参数必须设置得足够高,以确保达到转换空速。如果您的飞行器配备了空速传感器,那么可以适当增大此参数,使前向转换更快完成。在首次进行转换时,建议将该值设置得稍高一些。

前向转换推进/牵引电机油门变化率

参数:VT_PSHER_SLEW 前向转换是指从多旋翼模式转换到固定翼模式。前向转换推进/牵引电机油门变化率是指将油门提升至目标值(由 VT_F_TRANS_THR 定义)所需的时间(单位:秒)。

该值设为0时,将立即设置转换油门值。默认情况下,该变化率设置为0.33,这意味着将需要3秒时间将油门提升至100%。如果您希望油门提升过程更平稳,可以减小该值。

请注意,油门提升阶段结束后,油门将保持在目标设置,直至(希望如此)达到转换速度。

混合控制空速

参数:VT_ARSP_BLEND 默认情况下,当空速接近转换速度时,多旋翼姿态控制将逐渐减弱,固定翼控制将持续增强,直至完成转换。

将此参数设置为0可禁用混合控制,在转换完成前,将保持完全的多旋翼控制和零固定翼控制。

转换空速

参数:VT_ARSP_TRANS 这是达到后将触发从多旋翼模式转换到固定翼模式的空速。正确校准空速传感器至关重要。同样重要的是,您选择的空速应显著高于机身的失速速度(请查看 FW_AIRSPD_MIN),因为目前系统不会对此进行检查。

过渡模式小提示

如前文所述,务必确保多旋翼模式已调试良好。如果在转换过程中出现问题,飞行器将切换回此模式,此时飞行应相当平稳。

在飞行前,针对三个阶段(多旋翼、转换、固定翼)中的每个阶段,制定好出现问题时的应对计划。

电池电量:在飞行结束时,为多旋翼转换降落预留足够的电量余量。不要将电池电量耗尽,因为在多旋翼模式下降落需要更多电力。务必谨慎操作。

过渡模式

确保飞行器至少距离地面20米,并且有足够空间完成转换。尤其是当空速不够高时,垂直起降飞行器在切换到固定翼模式时可能会下降高度。

尽可能逆风进行转换,否则在转换前,飞行器可能会离您更远。

在开始转换前,确保垂直起降飞行器处于稳定悬停状态。

转换:多旋翼到固定翼(前向转换)

开始转换。转换应在50 - 100米内完成。如果未完成,或者飞行器飞行不稳定,请中止转换(见下文),降落或悬停回到起始位置后降落。尝试增大过渡阶段油门VT_F_TRANS_THR)的值。如果您未使用空速传感器,也可以考虑缩短转换时长(VT_F_TRANS_DUR)。如果使用了空速传感器,可以考虑降低转换空速,但要保持在失速速度之上。

一旦注意到转换发生,要准备好应对可能出现的高度下降,这可能包括迅速加大油门。

::: 警告 以下功能已讨论但尚未实现:

  • 一旦转换发生,假设您处于手动模式,多旋翼电机将停止,推进/牵引电机油门将保持在 VT_F_TRANS_THR 水平,直至您移动油门杆。 :::

转换:固定翼到多旋翼(反向转换)

当您转换回多旋翼模式时,让飞行器以直线水平方式接近,降低速度,拨动转换开关,多旋翼电机将启动,推进/牵引螺旋桨将立即停止,飞行器应能实现相当平稳的滑行转换。

请注意,转换时的油门值将决定转换瞬间多旋翼产生的推力大小。由于机翼仍在产生升力,您会发现有足够时间调整油门以实现/保持悬停。

如需进行反向转换的高级调试,请参考反向转换调参指南

紧急切出过渡模式

了解在转换过程中撤销转换指令时会发生什么情况非常重要。

  • 从多旋翼转换到固定翼(转换开关处于开启/固定翼位置),在转换发生之前将开关拨回(关闭/多旋翼位置),飞行器将立即返回多旋翼模式。
  • 从固定翼转换到多旋翼,对于此类垂直起降飞行器,该开关的响应是即时的,因此与倾转旋翼垂直起降飞行器不同,这里实际上没有撤销转换的选项。如果您希望飞行器回到固定翼模式,则需要完成整个转换过程。如果飞行器仍在快速飞行,转换应该很快完成。

技术支持

如果您对垂直起降飞行器的改装或配置有任何疑问,请访问 discuss.px4.io/c/px4/vtol