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無人機組裝調(diào)試與檢修第五章無人機系統(tǒng)調(diào)試第5章無人機系統(tǒng)調(diào)試無人機的機身結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和控制系統(tǒng)裝配完成后,為了實現(xiàn)無人機的可靠運行和人機安全,必須對無人機進行調(diào)試。電動多旋翼無人機調(diào)試內(nèi)容主要是軟件部分的調(diào)試,包括飛行控制器調(diào)試、遙控器和接收機調(diào)試、動力系統(tǒng)調(diào)試等。其中,飛行控制器調(diào)試包括飛控固件的燒寫、各種傳感器校準、飛控相關(guān)參數(shù)的設(shè)置等;遙控器和接收機調(diào)試包括對碼操作、遙控模式設(shè)置、通道配置、接收機模式選擇、模型選擇和機型選擇、舵機行程量設(shè)置、中立微調(diào)和微調(diào)步階量設(shè)置、舵機相位設(shè)置、舵量顯示操作、教練功能設(shè)置和可編程混控設(shè)置等;動力系統(tǒng)的調(diào)試主要是電調(diào)參數(shù)的調(diào)試等。固定翼無人機調(diào)試是指組裝完成后,按照設(shè)計要求對結(jié)構(gòu)或部件進行調(diào)整,以便滿足基本的飛行要求。對于中小型固定翼無人機,調(diào)試內(nèi)容主要包括重心、安裝角度、舵量和拉力線調(diào)試,動力系統(tǒng)調(diào)試,飛控參數(shù)調(diào)試等。第5章無人機系統(tǒng)調(diào)試§5.1無人機調(diào)試步驟§5.2無人機調(diào)試操作原則§5.3多旋翼無人機的調(diào)試§5.4固定翼無人機的調(diào)試5.1無人機調(diào)試步驟根據(jù)調(diào)試過程中是否需要安裝螺旋槳,可分為無槳調(diào)試和有槳調(diào)試。為了降低在調(diào)試時產(chǎn)生的風(fēng)險系數(shù),當對無人機進行調(diào)試時,先進行無槳調(diào)試,在進行有槳調(diào)試。無槳調(diào)試的主要內(nèi)容包括:連接所有線路,接通電源,進行首次通電測試,檢查飛行控制器、電調(diào)、電動機和接收機是否正常通電,檢查有沒有出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象。檢查遙控器,進行對頻及相關(guān)設(shè)置,確認遙控器發(fā)出的各個通道信號都能夠準確的被接收并傳送給飛控。將飛控連接到計算機,用調(diào)試軟件(地面站)對飛控進行調(diào)試,如固件燒寫、電調(diào)校準、加速計校準等。接通電源用遙控器解鎖飛控,推動油門檢查電機的轉(zhuǎn)向是否正確。注:固定翼無人機還可通過人為改變飛機姿態(tài)的方式檢查舵面變化情況。無槳調(diào)試5.1無人機調(diào)試步驟有槳調(diào)試在進行有槳調(diào)試時,因為無人機上已經(jīng)安裝好螺旋槳,當無人機運行時會產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn),為了確保人員和設(shè)備的安全,在飛行前一定要完成一系列的檢查工作。多旋翼安裝螺旋槳,根據(jù)電機轉(zhuǎn)向正確的安裝螺旋槳。限制飛行器,將飛行器放在安全防護網(wǎng)內(nèi)試飛,或通過捆綁的方式限制飛行器。飛行器第一次試飛可能會出現(xiàn)各種意外情況,通過防護網(wǎng)或捆綁可以有效地保護人員和設(shè)備安全。飛行測試,通過飛行狀態(tài)檢驗飛行器是否正常。固定翼固定翼的飛行速度相對較快,測試時不能像旋翼機一樣被限制在特定的安全區(qū)域內(nèi)。為了確保安全,當固定翼無人機進行有槳調(diào)試時,一定要檢查飛機機械結(jié)構(gòu)、電路與控制系統(tǒng)、任務(wù)載荷與彈射系統(tǒng)等。5.2無人機調(diào)試原則在無人機飛行前做好充足的檢查準備工作,防止飛行過程中意外發(fā)生。一、外觀機械部分檢查在無人機調(diào)試操作中,外觀機械部分檢查是無人機調(diào)試的首要環(huán)節(jié),上電前應(yīng)先檢查機械部分相關(guān)零部件的外觀。主要包括以下幾個方面。檢查螺旋槳是否完好,表面是否有污漬和裂紋等(如有損壞應(yīng)更換新螺旋槳,以防止在飛行中飛機震動太大導(dǎo)致意外)。檢查螺旋槳旋向和位置是否正確,安裝是否緊固,用手轉(zhuǎn)動螺旋槳查看旋轉(zhuǎn)是否有干涉等。檢查電機安裝是否緊固,有無松動等現(xiàn)象(如發(fā)現(xiàn)電機安裝不緊固應(yīng)停止飛行,使用相應(yīng)工具將電機安裝固定好)。用手轉(zhuǎn)動電機查看電機旋轉(zhuǎn)是否有卡澀現(xiàn)象,電機線圈內(nèi)部是否干凈,電機軸有無明顯的彎曲。5.2無人機調(diào)試原則檢查機架是否牢固,螺釘、螺栓等有無松動現(xiàn)象。檢查飛行器電池安裝是否正確,電池電量是否充足。檢查飛行器的重心位置是否正確。螺旋槳、電機、中間連接件必須同心、垂直。螺旋槳要與機架以及機架的重量匹配,正旋和反旋螺旋槳需要剛度一致。5.2無人機調(diào)試原則二、電子部分檢查無人機調(diào)試的電子部分是調(diào)試操作的重要內(nèi)容,電子部分檢查的主要內(nèi)容如下:檢查各個接頭是否緊密,插頭焊接部分(杜邦線,XT60,T插頭,香蕉頭等)是否有松動、虛焊、接觸不良等現(xiàn)象。檢查各電線外皮是否完好,有無刮擦脫皮等現(xiàn)象;檢查電子設(shè)備是否安裝牢固,應(yīng)保證電子設(shè)備清潔、完整,并做好相關(guān)防護(如防水、防塵等)。檢查電子羅盤指向是否和飛行器機頭指向一致;檢查電池有無破損、鼓包脹氣、漏液等現(xiàn)象。檢查地面站、地面站屏幕觸屏、各界面操作是否正常。GNSS模塊安裝要遠離電源、電調(diào)、電機、其他電子部件和含鐵的金屬物。飛控器安裝時白色箭頭指向無人機正前方,飛控器需要安裝減震海綿,飛控器需要安裝靠近無人機重心的地方,無論是水平方向還是垂直方向上。檢查安全按鈕位置是否正確。5.2無人機調(diào)試原則三、上電后檢查與調(diào)試無人機上電后檢查與調(diào)試操作內(nèi)容如下:插入電源模塊前,務(wù)必確保電源模塊的電壓在5-6V之間,以免意外燒壞飛控。電池接插時,要區(qū)分是串聯(lián)電路還是并聯(lián)電路,以免插錯導(dǎo)致電池燒壞或者是飛控燒壞。連接飛控電源線的時候,注意紅線黑線的電源方向不要插反,否則可能燒壞飛控。上電后,地面站與無人機進行配對,點擊地面站設(shè)置里的配對,先插電源負極,點擊配對插上正極,地面站顯示配對即可。檢查遙控器操控模式(美國手、日本手等)、信號連接情況、電量是否充足、各鍵位是否復(fù)位、天線位置等;打開地面站,檢查手柄設(shè)置是否與遙控器相對應(yīng),檢查超聲波是否禁用,飛機的參數(shù)設(shè)置是否符合要求。5.2無人機調(diào)試原則遙控器配對成功以后,先不裝槳葉,解鎖輕微推動油門,觀察各個電機是否旋轉(zhuǎn)正常。如果需要插接電調(diào)的紅色5VBEC電源線,則插上前務(wù)必測量電調(diào)BEC電壓,市場上電調(diào)的5V?電壓經(jīng)常有問題。檢查電調(diào)指示音是否正確,LED指示燈閃爍是否正常;進行油門行程校準的時候,最好不裝槳以免誤傷自己。檢測時切勿貼近或接觸旋轉(zhuǎn)中的電機或螺旋槳,避免被螺旋槳割傷;確保電機運轉(zhuǎn)正常后,點擊地面站上的磁羅盤校準。起飛前必須確定GNSS模塊中的衛(wèi)星數(shù)量達到17或17顆以上,方可起飛作業(yè)。試飛過程中,務(wù)必提前觀察飛機運行燈的狀態(tài),以及地面站所顯示的GNSS星數(shù),及時做出預(yù)判。測試飛行,以及航線的試飛,觀察無人機在走航線的過程中是否需要對規(guī)劃好的航線進行修改。5.2無人機調(diào)試原則飛行的遙控距離為飛機左右兩側(cè)6~7m,避免站在飛機機尾的正后方;新手快要撞到人的時候,記得把油門拉最低。檢查各電子設(shè)備有無異常情況(如異常震動、異常聲音、異常發(fā)熱等);確保遙控器、電池以及所有部件供電量充足。使用完以后,請立即將電池與飛機插頭拔開,如果不拔,鋰電池一直在給飛機供電,處于放電狀態(tài),鋰電池長時間過放會報廢。對環(huán)境的檢查:周圍環(huán)境是否適合作業(yè)(惡劣天氣下請勿飛行,如風(fēng)速五級及以上、下雪、下雨、有霧天氣等)及起降場地是否合理(應(yīng)選擇開闊、周圍無高大建筑物的場所作為飛行場地,大量使用鋼筋的建筑物會影響指南針工作,而且會遮擋GNSS模塊的搜星信號,導(dǎo)致飛行器定位效果變差甚至無法定位),調(diào)試空域有無申報。四、無人機的開關(guān)機順序開機順序為先開啟遙控器,后開啟飛機;關(guān)機順序為先關(guān)閉飛機,后關(guān)閉遙控器。5.3多旋翼無人機的調(diào)試近幾年,多旋翼航拍飛行器成為了消費級無人機的主流產(chǎn)品形態(tài)。與遙控直升機相比,多旋翼飛行器結(jié)構(gòu)簡單,造價更低;與固定翼相比,多軸飛行器操控簡單,可以隨時懸停,對場地的要求低。所以現(xiàn)在從玩具飛行器到大型的工業(yè)級無人機,絕大多數(shù)都是采用多旋翼飛行器平臺。5.3多旋翼無人機的調(diào)試§5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試§5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試
§5.3.3多旋翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試
§5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試
5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試一、PID調(diào)參在工程實踐中,應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調(diào)節(jié)。飛控調(diào)試最重要的是PID調(diào)節(jié)。在進行調(diào)試之前,要判定在調(diào)試的時候,每一步的最好結(jié)果是什么樣的,進行這個調(diào)節(jié)后,最后的結(jié)果是什么樣的。進行PID調(diào)節(jié)時一定要認清期望值,分清P、I、D過大或過小會出現(xiàn)的問題。
P調(diào)節(jié)只要被控對象存在誤差,比例調(diào)節(jié)就會運行,過小控制的效果不理想,過大會不穩(wěn)定,存在靜差,會出現(xiàn)振蕩。在實際調(diào)節(jié)的時候,在剛剛要振蕩的時候最好,振蕩后最快穩(wěn)定下來。I調(diào)節(jié)只要被控對象存在靜差,積分調(diào)節(jié)就會運行,積分調(diào)節(jié)的作用就是減小甚至消除靜差;積分調(diào)節(jié)過小系統(tǒng)不穩(wěn)定,過大會產(chǎn)生超調(diào),產(chǎn)生震蕩。在實際調(diào)節(jié)的時候,需要控制系統(tǒng)很穩(wěn)定(一般是先調(diào)P再調(diào)D最后再調(diào)I)。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試首先,在飛控的調(diào)試過程中,先把D、I置0,加大P值,使飛行器適當?shù)倪^沖開始震蕩,然后增加D的數(shù)值,拉低P調(diào)節(jié)后期的作用,使過沖現(xiàn)象放緩,最后調(diào)到不過沖為止。最后加上I調(diào)節(jié)。其次,根據(jù)實際試飛的情況,確定飛行的姿態(tài)、誤差,然后進行微調(diào)(如果在調(diào)試架上調(diào)試良好,一般在實際飛行的時候不會出現(xiàn)問題)。最后,當調(diào)節(jié)好翻滾(roll)、俯仰(pitch)方向上的PID后,要進行試飛看平不平穩(wěn),不然會出現(xiàn)危險發(fā)生翻機。D調(diào)節(jié)主要作用是加快調(diào)節(jié),減少調(diào)節(jié)時間,使系統(tǒng)快速響應(yīng)。過小會使調(diào)節(jié)時間很長,調(diào)節(jié)效果不佳;過大會使系統(tǒng)不穩(wěn)定,產(chǎn)生振蕩。飛控的調(diào)試步驟如下:5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試二、飛行控制器調(diào)試飛行控制器固件就是在飛控硬件上面運行的飛行控制程序,一般情況下不同的硬件對應(yīng)有不同的固件,但是有些流行的固件也可以同時兼容好多硬件。在選擇的時候主要考慮固件的成熟度、擴展能力及上位機配套軟件的便利性。(1)安裝飛控驅(qū)動與地面站軟件安裝Pixhawk驅(qū)動程序,右擊“計算機”圖標,在彈出的對話框中選擇“設(shè)備管理器”選項,單機“端口”列表,出現(xiàn)PX4FMU(COM3)端口,如圖5-1所示。安裝地面站軟件(MissionPlanner)到電腦上,MissionPlanner是免費的開源的軟件,可用于Windows系統(tǒng)。圖5-1驅(qū)動程序安裝端口5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試(2)連接飛控與地面站軟件通過USB連接線將飛行控制器和電腦連接,如圖5-2所示。進入飛行數(shù)據(jù)頁面,選擇右上角串口號下拉列表中的PX4FMU,本機是COM34,波特率為115200。注意不要點擊右側(cè)的“自動連接”按鈕,如圖5-3所示。圖5-2飛控與電腦連接圖5-3端口選擇界面5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試(3)飛控固件加載和升級一般當飛控器購買回來時,程序已經(jīng)在里面了,如果想要更新里面的程序,可以通過在線直接安裝方式更新固件或通過安裝本地下載的固件方式更新固件。圖5-4安裝固件界面選擇:初始設(shè)置>>安裝固件,如圖5-4所示。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試直接安裝選擇對應(yīng)的無人機機架類型,下載最新固件,彈出是否繼續(xù)對話框,選擇“是”,等待安裝完成,會出現(xiàn)短暫的音樂聲,如圖5-5所示。聲音停止后點擊“確定”按鈕。此時如果是第一次刷AC3.2固件,則會提示需要進行羅盤重新校準。圖5-5下載最新固件進入“飛行數(shù)據(jù)”頁面,點擊右上角“連接”按鈕即可連上飛控,進而獲取飛控數(shù)據(jù)。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試安裝下載的固件通過單擊地面站安裝固件頁面中的“下載固件”按鈕,打開官方下載服務(wù)器,如圖5-6所示。官方軟件下載地址:/。選擇固件Firmware中的APMCopter(多旋翼和傳統(tǒng)直升機固件),如圖5-7所示。打開固件下載頁面:建議使用穩(wěn)定版,點擊stable,進入穩(wěn)定版下載(網(wǎng)址):/Copter/stable/,如圖5-8所示。其中,固件版本含義如下:PX4對應(yīng)飛控;heli表示直升機;hexa表示6軸;octa表示8軸;octa-quad表示4個機壁,上下兩層供8臺馬達的8軸;quad表示4軸;tri表示3軸。點擊PX4-quad/進入下載頁面,如圖5-9所示:選擇v2.px4版本,點擊右鍵將鏈接另存為,下載到本機。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試圖5-6安裝下載固件的方法圖5-7固件模式選擇5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試圖5-8固件版本界面圖5-9下載固件5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試如果要加載自定義固件,在地面站進入“初始設(shè)置”頁面,選擇“加載自定義固件”,在彈出的對話框中選擇剛下載的固件文件即可。地面站切換到“飛行數(shù)據(jù)”頁面,設(shè)置好端口與波特率后,單擊右上角“連接”按鈕即可看到飛控數(shù)據(jù)(高度、角度等)傳回地面站并顯示出來。此時,主LED燈黃燈閃爍。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試(4)校準將GPS的兩路輸出(6pin和4pin)接上飛控的對應(yīng)的GPS口(6pin)和I2C口(4pin羅盤),準備校準。打開地面站,USB連接飛控,設(shè)置COM端口號和波特率,選擇“連接”,連接成功后進入“初始設(shè)置”頁面,展開左側(cè)“必要硬件”,可以看到下列選項:“機架類型”“加速度計校準”“羅盤”“遙控器校準”“飛行模式”“失控保護”,下面將逐一校準上述選項。機架類型配置在左側(cè)“必要硬件”里的“機架類型”選擇對應(yīng)的機架,比如十字型或者X型機架,如圖5-10所示。圖5-10機架類型選擇5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試加速度計校準點擊左側(cè)列表“加速度計校準”進入校準界面,按提示放置飛控(上下左右前后),每一步完成后點擊綠色“ClickWhenDone”按鈕,所有姿態(tài)都完成之后,會顯示校準成功。水平位置得到正確的結(jié)果是最重要的,這將會成為控制器飛行時的水平的姿態(tài)。重點在于在每步按下按鈕之后不要立即移動飛行器。圖5-11水平放置圖具體校準步驟如下:1)界面提示“Placevehiclelevelandpressanykey”,將飛控水平放置在平面上,飛控指針向前,如圖5-11所示,然后點“ClickWhenDone”。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試2)下步界面提示“Placevehicleonits
LEFT
sideandpressanykey”,將飛控箭頭指向向左靠在盒子邊沿,保持與水平面垂直,如圖5-12所示,放穩(wěn)后再點“ClickwhenDone”。圖5-12機頭向左放置圖3)下步界面提示“Placevehicleonits
RIGHT
sideandpressanykey”,將飛控箭頭指向向右靠在盒子邊沿,保持與水平面垂直,如圖5-13所示,然后點“ClickWhenDone”。圖5-13機頭向右放置圖5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試4)下步界面提示“Placevehiclenose
Down
andpressanykey”,將飛控箭頭指向朝下靠在盒子邊沿,如圖5-14所示,然后點“ClickWhenDone”。圖5-14機頭向下放置圖5)下步界面提示“Placevehiclenose
UP
andpressanykey”,將飛控箭頭指向朝上靠在盒子邊沿,如圖5-15所示,然后點“ClickWhenDone”。圖5-15機頭向上放置圖5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試6)下步界面提示“Placevehicleonits
BACK
andpressanykey”,將飛控的背面向上水平放在桌面上,保持飛控箭頭指向向前,如圖5-16所示,然后點“ClickWhenDone”。圖5-16背面向上放置圖7)加速計校準完成,如圖5-17所示。圖5-17加速度計校準完成界面5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試羅盤(指南針)校準用捆扎帶或皮筋將GPS天線與飛控固定好,確保二者正表面上箭頭方向的指向一致,注意一定要固定好,保證在后續(xù)的旋轉(zhuǎn)過程中二者不能發(fā)生偏移。羅盤校準一般裝機前后各進行一次。安裝時GPS和飛控無特殊位置關(guān)系,美觀方便即可。點擊“必要硬件”列表中的“指南針”,進行“手動校準”,指南針1和2設(shè)置使用默認設(shè)置,如圖5-18所示。圖5-18指南針校準界面5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試點擊“現(xiàn)場校準”按鈕,彈出對話框提示:將飛控繞所有軸做圓周運動,點擊“ok”。用手拿著飛控和GPS做各個方向的圓周旋轉(zhuǎn),讓飛控采集修正數(shù)據(jù),此時地面站顯示如圖5-19所示。不斷旋轉(zhuǎn)飛控指向,數(shù)據(jù)采集自動結(jié)束后彈出偏移量提示,因為GPS中有指南針,飛控中也有指南針,因此彈出兩個偏移量提示,如圖5-20所示,單擊“OK”完成羅盤校準。如果覺得誤差太大,可嘗試重復(fù)校準一次。圖5-19現(xiàn)場校準界面圖5-20偏移量提示5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試遙控器校準遙控校準需要飛控RCIN通道連接接收機,將飛控斷電后按照規(guī)范(飛控正面放置時引腳從上至下依次為:-,+,信號)要求的連接方法把接收機連接到飛控RC端口(本文使用FutabaT14SG標配接收機),進行遙控器校準。需要注意的是,接收機若接錯,飛控會有燒毀的可能性。1)方向校準打開遙控器開關(guān),打開地面站軟件,與飛控進行連接,進入初始設(shè)置中選擇遙控器校準頁面,如圖5-21所示。需要注意的是,遙控器左右搖桿控制四個柱面,只有升降舵為反向。正向:表示上下左右和搖桿操作一致,例如,向左打桿,輸出變小,向上打桿,輸出變大。反向:表示上下左右和搖桿操作相反,例如,向左打桿,輸出變大,向上打桿,輸出變小。5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試油門:左搖桿推到頂/左搖桿降到底——正向為正確。方向:左搖桿打到最左/左搖桿打到最右——正向為正確。橫滾:右搖桿打到最左/右搖桿打到最右——正向為正確。升降:右搖桿推到頂/右搖桿降到底——反向為正確。如果方向不正確,則需要在遙控器設(shè)置中將該通道設(shè)置為反向。圖5-21遙控器校準界面5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試圖5-22遙控器行程校準界面2)行程校準點擊“校準”按鈕,將遙控器左右搖桿重復(fù)打到最值,即左右搖桿在最大值上不停轉(zhuǎn)圈,得到校準數(shù)據(jù),如圖5-22所示。操作完成后,彈出完成提示對話框,點擊“ok”按鈕后將彈出校準數(shù)據(jù),如圖5-23所示。圖5-23遙控器校準數(shù)據(jù)界面5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試飛行模式設(shè)置飛行模式設(shè)置非常重要,因為使用的飛控不一樣會有不同的設(shè)置步驟,請參閱產(chǎn)品說明書。PixHawk有6個飛行模式可選,在遙控上選擇一個2檔開關(guān)和一個3檔開關(guān),進行關(guān)聯(lián)設(shè)置,可組合得到6個不同檔位。當2檔開關(guān)處于第1檔位時:3檔開關(guān)的1/2/3檔,分別對應(yīng)模式1/3/5;當2檔開關(guān)處于第2檔位時:3檔開關(guān)的1/2/3檔,分別對應(yīng)模式2/4/6。圖5-24所示為初步設(shè)置的6個不同的模式,其中模式6建議要設(shè)為RTL也就是“返航”模式。圖5-24飛行模式設(shè)置5.3.1無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試失控保護設(shè)置失控保護,是當飛行器失控時自動采取的保護措施。觸發(fā)飛控失控保護的條件有兩個:電量過低失控保護,如圖5-25所示;遙控信號丟失保護(油門PWM過低),如圖5-26所示。圖5-26信號丟失保護設(shè)置界面圖5-25電量過低保護設(shè)置界面5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試一、遙控器遙控器上油門的位置在右邊的是日本手,如圖5-27(a)所示,遙控器上油門的位置在左邊是美國手,如圖5-27(b)所示。判斷遙控器的油門很簡單,遙控器2個搖桿當中,上下板動后不自動回到中間的那個就是油門搖桿(注:但也不排除搖桿有自動彈回的功能)。(a)日本手(b)美國手圖5-27遙控器5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試通道是指遙控器可以控制的動作路數(shù)。四軸飛行器在控制過程中需要控制的動作路數(shù)有:上下、左右、前后、旋轉(zhuǎn),最少需要4通道遙控器。如果以后需要航拍等功能,就需要更多通道的遙控器。第一通道:一般指副翼(Aileron),用來控制固定翼的兩片副翼,以改變飛機的姿態(tài)。在多旋翼里,用來控制和改變機身橫滾方向的姿態(tài)變化。第二通道:指升降(Elevator),用來控制固定翼的水平尾翼,使機身抬頭和低頭,從而上升下降。多旋翼里,升降通道是用來控制機身前進與后退的。美國手,右邊搖桿向上推,機身向前飛行;向下拉,機身向后退。日本手則正好相反。第三通道:指油門通道(Throttle),顧名思義,是用來控制發(fā)動機或電機轉(zhuǎn)速的。美國手是左邊搖桿的上下控制油門大小,搖桿向上推,電機轉(zhuǎn)速增加,固定翼飛機飛行速度增加,多旋翼則是向上拉升。日本手遙控器則正好相反。第四通道:指方向舵(Rudder),固定翼里是用來控制垂直尾翼的,從而改變機頭朝向。多旋翼里也用于改變機頭朝向,只是在飛的時候,更直觀的感受是機身在做自旋轉(zhuǎn),所以,平時也大多叫方向舵為“旋轉(zhuǎn)”。美國手是左邊搖桿左右擺動控制機頭朝向,這一點與日本手一樣。5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試二、接收機模式選擇接收機和遙控器緊密相關(guān)。遙控器操控無人機的各種控制信號通過無線遙控器內(nèi)部電路變換成射頻信號,通過天線發(fā)射出去;射頻信號經(jīng)過空中傳播之后,會被無人機上的接收天線傳送到接收機進行解調(diào),最終會生成控制信號并發(fā)送到飛行控制器或伺服單元。
接收機的編碼分為幾種類型,常用的有PWM、PPM和S.BUS等。通常大多數(shù)遙控器能配對多種編碼模式的接收機,有些接收機同時兼容兩種編碼模式。接收機的編碼模式是指遙控接收機輸出的數(shù)據(jù)編碼格式。對于多旋翼來說,遙控接收機的輸出,一般直接輸入到飛控中,由飛控對遙控發(fā)來的數(shù)據(jù)進行解碼。對于固定翼或直升機,遙控接收機的輸出,可能直接用來控制機械單元,如舵機?;蛘呓訉iT的解碼器,來控制多個舵機。5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試三、接收機調(diào)試對碼每個發(fā)射機都有獨立的ID編碼,開始使用設(shè)備前,接收機必須與發(fā)射機進行對碼。對碼完成后,ID編碼會存儲在接收機內(nèi),不需要再次對碼。接收機天線接收機天線盡量保持筆直,否則會減小有效控制范圍。接收機天線要遠離電機、電調(diào)和其他可能的干擾源。樂迪AT9對碼過程:將發(fā)射機和接收機放在一起,兩者距離在1m以內(nèi)。打開發(fā)射機電源開關(guān)。RD9接收機將尋找與之最近的的遙控器進行對碼。按下接收機側(cè)面的(IDSET)開關(guān)1秒鐘以上,LED燈閃爍,指示開始對碼。當LED燈停止閃爍,遙控器上有信號顯示時,并且操控遙控器時無人機有相應(yīng)的反應(yīng),說明對碼成功。5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試四、模型選擇和機型選擇模型選擇是指一個遙控器配對多個飛行器的接收機,但同一時間只允許控制一個飛行器(安全考慮),也就是一個接收機,將每個接收機保存為一種模型。機型選擇則是指每一個模式里面的機型,比如固定翼、直升機和多旋翼等。一般操作步驟如下:設(shè)置按住“MENU”鍵開機,進入“系統(tǒng)設(shè)置”模式,選擇“機型參數(shù)選擇”和“機型設(shè)置”選項,分別選擇所有模型參數(shù)組中的一組參數(shù)和機型類型。保存選擇方向鍵,確定選項后,按提示關(guān)機,直接保存。樂迪遙控器模型選擇如圖5-28所示,機型選擇如圖5-29所示。5.3.2多旋翼無人機遙控器和接收機調(diào)試圖5-28模型選擇圖5-29機型選擇5.3.3多旋翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試圖5-30安全檢查本文主要以電動多旋翼無人機動力系統(tǒng)為例進行介紹。電動多旋翼無人機動力系統(tǒng)包括電池、電調(diào)、電機和槳葉,動力系統(tǒng)的調(diào)試主要是對電調(diào)進行調(diào)試。先做遙控器校準,再做電調(diào)校準。一、電調(diào)校準電調(diào)的校準方法有兩種:同時校準和逐個校準。安全檢查,確保螺旋槳未安裝、飛控USB未連接電腦、鋰電池未連接,標志如圖5-30所示。(1)電調(diào)同時校準5.3.3多旋翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試圖5-31發(fā)射器打開發(fā)射器,將油門推至最大,如圖5-31所示。連接鋰電池,給飛控供電,如圖5-32所示,此時飛控器紅、藍、黃LED燈循環(huán)閃爍,表示可以開始校準。圖5-32鋰電池連接保持發(fā)射器油門最大,斷開鋰電池,如圖5-33所示,再重新插上。圖5-33鋰電池斷開按下解鎖開關(guān),直到解鎖開關(guān)亮紅燈。5.3.3多旋翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試圖5-34油門推到最小已進入校準模式。記錄最大油門位置。將油門推到最小位置處,如圖5-34所示。記錄最小油門位置已被捕捉,校準完成。5.3.3多旋翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試確保螺旋槳、USB都未連接;
將電調(diào)的數(shù)據(jù)線直接連接RC遙控接收器的油門通道;打開發(fā)射器,將油門推至最大;
連接鋰電池;將油門推至最??;
電調(diào)校準完成;斷開電池。(2)電調(diào)逐個校準
5.3.3多旋翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試二、電機測試如果電調(diào)已經(jīng)校準完成,接下來就可插上電池進行測試。注意:不要安裝螺旋槳。確保發(fā)射器打到“自穩(wěn)模式”。解鎖。稍微加油門,電機會同時啟動,以同樣轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。如果不同時、不同速,說明電調(diào)沒有校準好。
應(yīng)先校準電調(diào)再返回測試電機。上鎖。飛行器的解鎖和上鎖,是一種安全舉措。飛行器起飛前,要進行解鎖;飛行器落地后要上鎖。飛行器的解鎖、上鎖通過遙控器操作完成。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試飛行模式共有14種,常用的有10種,本文只對最常見的六種通用模式進行調(diào)試,具體如下。自穩(wěn)模式調(diào)試定高模式調(diào)試懸停模式調(diào)試返航模式調(diào)試自動模式調(diào)試降落模式調(diào)試5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試一、自穩(wěn)模式調(diào)試自穩(wěn)模式是最常用的飛行模式。根據(jù)在自穩(wěn)模式下飛行的要點,得到自穩(wěn)模式最佳飛行效果的調(diào)試方法。飛手用roll與pitch操作控制飛行器的傾斜角度,當飛手松開roll與pitch搖杄時,飛行器將會自動水平。
在有風(fēng)的環(huán)境中,飛手需要不斷的修正roll與pitch以讓模型定點停留。
飛手用yaw操作控制轉(zhuǎn)向速率,當飛手松開yaw搖杄時,飛行器將會保持它的朝向不變。
飛手的油門輸入控制馬達的平均轉(zhuǎn)速,這意味著如果想保持高度,需要不斷的修正油門。油門輸入會根據(jù)模型的傾斜角度自動調(diào)整(比如在模型傾斜過大的時候會自動增大油門),以彌補飛手操作飛行器傾斜所帶來的高度變化。自穩(wěn)模式下飛行的要點如下:5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在自穩(wěn)模式的飛控調(diào)試中,需要重點調(diào)試PID參數(shù)值,測試飛行器對于roll和pitch輸入信號的響應(yīng)速度,以及實際與期望roll與pitch角之間的誤差。P值越高,飛行器的修正與響應(yīng)速度越快,但過高的P值將會導(dǎo)致飛行器前后震蕩。P值越低,飛行器的修正與響應(yīng)就會越慢,過低的P值將會導(dǎo)致飛行器反應(yīng)緩慢,在有風(fēng)的情況下甚至?xí)?dǎo)致墜機。RateRoll/Pitch的PID參數(shù)會影響馬達的輸出性能,可以采用自穩(wěn)(角度)控制器期望的飛行器傾斜速率控制飛行器馬達。這些參數(shù)與飛行器的自身動力相關(guān),動力較大的飛行器一般需要比較小的ratePID值。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在調(diào)試過程中需要查看自穩(wěn)模式的性能,其最佳方法是讀取在飛行時的閃存數(shù)據(jù),然后用MissionPlanner打開,繪制Roll-In和DesRoll(預(yù)期橫滾角度)對比Roll(實際橫滾)的曲線,以及Pitch-In和DesPitch(預(yù)期pitch角度)對比Pitch(實際俯仰角度)的曲線,這兩條曲線如圖5-35所示??筛鶕?jù)曲線對比情況作進一步調(diào)試。圖5-35性能分析性能分析:5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在自穩(wěn)模式調(diào)試過程中會出現(xiàn)一些常見問題,解決方法如下:新裝的飛行器在起飛時秒翻,通常是由馬達順序錯誤、馬達轉(zhuǎn)動方向錯誤或者螺旋槳方向安裝錯誤造成的,此情況下請檢查飛控板的接線;飛行器在roll或者pitch方向上來回晃動,通常意味著RateP值不對,請參閱上面的調(diào)參部分來正確調(diào)整參數(shù);飛行器在快速下降時來回晃動,是飛行器在快速下降時螺旋槳的慣性轉(zhuǎn)動所導(dǎo)致,這個問題基本沒法解決,但增加RateRoll/PitchP值可能會有所改善;
飛行器在起飛時向左或者向右自旋15°,可能是因為某些馬達沒有垂直安裝或者電調(diào)沒有校準,請按前文所述進行正確安裝和校準;飛行器在無風(fēng)的環(huán)境中朝著某一個方向飄,請保存微調(diào)或自動調(diào)參以讓飛行器水平;飛行器在空中無法定高或者保持位置,在自穩(wěn)模式下定高定點,必須修正飛行器姿態(tài);在roll或者pitch方向偶爾會抽搐,通常是由于接收機被干擾(例如FPV設(shè)備離接收機太近)或者電調(diào)的問題(可能通過校準電調(diào)得到解決);飛著飛著就翻了,這一般都是由電調(diào)或者馬達的機械故障造成。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試二、定高模式調(diào)試在高度保持(簡稱定高)模式下,可以在保持高度的同時允許控制roll、pitch、yaw。在該模式下,主板會自動控制油門,從而保持高度不變。Roll、Pitch和yaw的操作與自穩(wěn)模式一樣,都是直接控制飛機的轉(zhuǎn)動角度和朝向。飛控使用氣壓高度計測試結(jié)果作為高度基準,如果在飛行區(qū)域的氣壓出現(xiàn)變化,飛行器的飛行高度將會受氣壓的影響而不準確,飛行高度就不是實際的高度。操作手可以通過油門控制飛行器爬升和下降速率。具體控制過程如下:
油門位于中間死區(qū)(40%-60%),飛行器會保持當前高度。當油門位于最小位置時,飛行器會以2.5m/s速度下降;當油門位于最大位置時,飛行器以2.5m/s速度爬升,通過PILOT_VELZ_MAX參數(shù)可調(diào)節(jié)此值。修改THR_DZ,可以調(diào)節(jié)死區(qū)大?。ˋC3.2以上版本適用)。參數(shù)值介于0~400之間。0表示無死區(qū),100表示死區(qū)為±10%,400表示死區(qū)±40%。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試AltitudeHold參數(shù):P為高度調(diào)節(jié)增益,也就是高度差(目標高度與實際高度)所對應(yīng)的飛行器期望爬升(或下降)速率。P越大,定高能力越強,P過大,會造成反應(yīng)過猛。
ThrottleRate參數(shù):P\D\油門開度,對應(yīng)爬升或下降的加速度,不需要調(diào)節(jié)。
ThrottleAccelPID參數(shù):主要將目標加速度和實際加速度差轉(zhuǎn)化為電機輸出,P:I一般保持在1:2的關(guān)系。對于動力強勁飛行器得減小50%,這樣可能會獲得更好的效果(即采用P值為0.5,I值為1),參數(shù)設(shè)置界面如圖5-36所示。在定高模式下需要調(diào)節(jié)的參數(shù)如下:5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試圖5-36參數(shù)設(shè)置界面5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在調(diào)試過程中檢查高度保持的性能,最好的方法是從飛行器上下載飛行日志,然后用MissionPlanner打開,圖形化CTUN信息的氣壓高度(BarAlt)、目標高度(WPAlt)、最后是GNSS信息的RelAlt。定高性能正常情況下,數(shù)據(jù)曲線如圖5-37所示??筛鶕?jù)此曲線對定高模式下的無人機作出正確調(diào)試。定高性能分析:圖5-37飛行閃存日志中定高模式性能曲線5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在定高模式調(diào)試過程中常見問題及解決方法如下:使用定高模式時,劇烈振動可能導(dǎo)致飛行器迅速上升。飛行器緩緩下降或上升,直到控制其穩(wěn)定才會正常。這種情況是由于油門搖杄沒有在中間位置導(dǎo)致的。這種情況通常發(fā)生在從手動飛行模式(如穩(wěn)定模式)切換到定高模式時,沒有在中檔懸停一會導(dǎo)致的。定高模式開啟的時候,電機停了一下,然后就很快恢復(fù)正常。這通常發(fā)生在快速攀爬時進入定高模式。在飛行器轉(zhuǎn)換到定高模式的時候會設(shè)定目標高度,但由于上升太快超出了預(yù)定位置。保持高度的控制器,暫時“急剎車”減速,直到開始退回到目標高度。解決方法是在飛行器穩(wěn)定時再進入定高模式。
在地面站顯示的高度不準確,偶爾會出現(xiàn)的負高度。這是由于氣壓的變化造成飛行器跑偏,向上或向下幾米且持續(xù)很長的時間。
高速向前飛行超出預(yù)定高度后,瞬時顯示高度降低1~2m。這是由于空氣動力學(xué)效應(yīng),在飛行控制器上形成瞬時低壓,高度保持控制器認為它是向上爬,所以執(zhí)行下降命令調(diào)整。
飛行器接近地面或降落時,高度保持性能變得不穩(wěn)定。這種情況可能是由螺旋槳渦流導(dǎo)致壓力發(fā)化。解決方案是使飛行控制器遠離螺旋槳渦流影響,或在適當通風(fēng)的罩內(nèi)保護它。
強光照射氣壓計會引起突然的高度變化。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試三、懸停模式調(diào)試懸停模式下,飛控器會自動保持飛行器的位置、方向、高度不變,GPS安裝、羅盤抗干擾、機架震動都會對懸停性能產(chǎn)生影響。懸停模式下的控制特點:操控者使用控制桿,控制飛行器水平位置和垂直高度。
水平位置可以用Roll和Pitch控制桿調(diào)節(jié)。當操控者放開搖桿,飛行器會緩慢降速,直到停止。同定高模式一樣,通過油門桿控制高度。通過Yaw控制桿控制方向。在MissionPlanner雙擊快速查看窗口(Quickscreen),定高值會在右邊檢查框清楚的顯示出來。如圖5-38所示。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試圖5-38快速查看窗口5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試圖5-39參數(shù)設(shè)置界面最大水平速度設(shè)置。將目標位置實際位置差轉(zhuǎn)化成目標速度。將目標速度轉(zhuǎn)化成目標加速度。懸停模式下主要是進行參數(shù)的設(shè)置,具體如下。參數(shù)設(shè)置界面如圖5-39所示。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在調(diào)試過程中查看懸停水平的性能,最好的方法是從飛行器下載閃存日志,用MissionPlanner打開,查看NTUN曲線圖信息:DesVelX曲線與VelX曲線和DesVelY曲線與VelY曲線。在飛行器性能良好時,實際速度和期望速度曲線對比如圖5-40所示??梢砸源饲€為依據(jù)對懸停模式下的無人機作進一步調(diào)試。懸停性能分析:圖5-40飛行閃存日志中懸停模式性能曲線5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試模型轉(zhuǎn)圈,通常是由于羅盤問題,最有可能的是飛行控制器下的電源電纜電磁干擾導(dǎo)致的。模型一進入懸停模式,就飛錯方向。原因和問題①相同,且羅盤誤差大于90°模型正常懸停時,突然亂飛。這通常是由于GNSS短時脈沖干擾。在飛行前,需要設(shè)置安全的定高值,以減少懸停帶來的安全隱患。懸停模式是定高模式和高度控制的結(jié)合。其調(diào)試過程中的常見問題及解決方法如下:5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試四、返航模式調(diào)試當切換到返航模式時,默認情況下,在返航之前,飛行器會首先飛到至少15m的高度,如果當前高度更高,就會保持當前高度。返航是依賴于GNSS的動作,因此在試圖使用這個模式之前,完成GNSS定位。返航將命令飛行器返回解鎖時的位置,解鎖位置應(yīng)該是飛行器的GNSS實際起飛位置,沒有障礙物并且遠離人群。在返航模式下,飛控主要使用測量空氣壓力的氣壓計決定高度(“壓力高度”),并且如果在飛行區(qū)域內(nèi)氣壓改變,飛行器會隨著氣壓而不是真實高度去改變高度。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試五、自動模式調(diào)試在自主(自動)模式,飛行器將會按照任務(wù)腳本飛行,需預(yù)先編寫并儲存在自動駕駛儀上,包含自主導(dǎo)航航點、命令、事件。任務(wù)腳本可以是一組航點,也可以是非常復(fù)雜的動作,如起飛、旋轉(zhuǎn)X次、照相等。自動模式依賴于GNSS模塊,因為任務(wù)腳本依靠GNSS獲得位置信息,所以在解鎖和起飛之前必須讓GNSS先定位。始終確保在自動駕駛儀和GNSS模塊上的LED燈顯示的是“GPS已完成定位”
。目前有兩種方法進入自動模式:在空中或者在地面上。如果從地面使用自動模式起飛,需要安全裝置防止任務(wù)腳本執(zhí)行,直到解鎖然后首次抬高油門,防止在不小心碰到模式開關(guān)時飛行器就起飛的現(xiàn)象。從地面使用自動模式起飛時,會將最近一次的定高油門值作為油門控制的基準。在空中的時候切換到自動模式,會使飛行器前往第一個目標高度,然后開始執(zhí)行當前的任務(wù)腳本。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試任務(wù)腳本完成之后,飛行器不會飛回家,它只會懸停在最后的腳本所在位置,直到通過模式開關(guān)重新獲得控制。如果想要手動降落然后鎖定電機(比預(yù)編程的自動降落命令更好),必須切換到自穩(wěn)模式飛回到返回地。使用自動模式的時候,選擇一個希望飛行器返回的位置(沒有障礙物并且遠離人群)來解鎖非常重要。不能在自動模式手動降落,因為此時是由油門搖桿控制高度,并不是直接控制電機。設(shè)置兩個航點間的飛行速度,兩個航點間的默認速度為6m/s。設(shè)置飛行器在兩個航點間保持期望的飛行速度,包括用于傾斜飛行器以達到期望飛行速度的速率和用于補償飛行器達不到期望速率的力。自動模式的調(diào)試內(nèi)容如下:5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試六、降落模式調(diào)試降落模式可讓飛行器垂直下降,下降過程中使用常規(guī)定高控制器,可通過MissionPlanner修改參數(shù),如圖5-41所示。圖5-41參數(shù)設(shè)置界面5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試在10m內(nèi),飛行器會以LAND_SPEED參數(shù)規(guī)定的速率下降,如圖5-42所示。圖5-42LAND_SPEED參數(shù)設(shè)置界面5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試飛行器到達地面時,如果飛手的油門位于最低位置,飛行器就會自動關(guān)閉電機并鎖定飛行器。如果在落地或者關(guān)掉螺旋槳之前,飛行器出現(xiàn)上跳或像氣球一樣回升的話,嘗試降低一點LAND_SPEED參數(shù)值。如果模型的GPS已經(jīng)定位,降落控制器會嘗試控制它的水平位置,但是飛手可以調(diào)整目標水平位置,就像是在懸停模式一樣。如果模型的GNSS并沒有定位,水平控制的工作方式就會像是在自穩(wěn)模式一樣,但是飛手可以操控飛行器roll和pitch的傾斜的角度。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試七、飛行解鎖和上鎖解鎖步驟如下:開啟RC遙控發(fā)射器。插上電池,陀螺儀自檢,這時紅藍燈會閃爍數(shù)秒,請不用動無人機。預(yù)加載安全檢查自動運行。檢查飛行模式開關(guān)處在“自穩(wěn)模式”、“手動模式”、“高度保持模式”或“懸停模式”。按下解鎖開關(guān)(安全開關(guān))。如果使用Autopilot(自動駕駛,例如Loiter、RTL、Drift、AutoorGuidedmodes),要等待30s,等待GNSS位置鎖定。將油門(throttle)拉下,并轉(zhuǎn)向右,保持5s。首次需要花費5s,因為要重新初始化陀螺儀和氣壓計。
加載成功,調(diào)節(jié)螺旋槳轉(zhuǎn)動速度。推動油門,起飛。5.3.4多旋翼無人機飛行調(diào)試上鎖步驟如下:確認飛行模式處在“自穩(wěn)模式”、“手動模式”、“高度保持模式”或“懸停模式”。
拉下油門,并下轉(zhuǎn)向左,保持2s。
Pixhawk版本綠燈閃爍。
PX4版本,按下安全開關(guān)直到LED燈開始閃爍。斷開電池。關(guān)閉RC發(fā)射器。5.4固定翼無人機的調(diào)試§5.4.1固定翼無人機調(diào)試前檢查§5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試
§5.4.3固定翼無人機動力系統(tǒng)調(diào)試
§5.4.4固定翼無人機飛行調(diào)試
§5.4.5調(diào)試過程中常見的問題
5.4.1固定翼無人機調(diào)試前檢查一、機翼、機身、尾翼相互位置的檢查固定翼無人機組裝好以后,從正上方俯視并從后向前分別檢查主要部件相互位置、角度和尺寸是否正確。尤其注意機翼的上反角和下反角,發(fā)動機的右拉角和下拉角。重心位置檢查重心位置關(guān)系到無人機的安全性和穩(wěn)定性,一定要保證重心平衡。測試時用手指拖住機翼下方翼梁處并前后移動,當機身呈水平時,手指處就是重心位置。做好標記后,測量其距機翼前緣的距離,然后在除以平均翼弦長度,就可以算出重心在翼弦上的百分數(shù),一般練習(xí)機為25%-30%。如果重心位置不對,可以通過前后移動電池或接收設(shè)備的方法調(diào)整重心。機翼平衡檢查如果機翼兩側(cè)重量不平衡,會造成偏航。可用一只手持螺旋槳軸,機身尾部放在箱子上,觀察機翼下沉側(cè),進而調(diào)整平衡??赏ㄟ^調(diào)整電池和接收機的位置來調(diào)節(jié)平衡,在條件允許的情況下,還可以通過增加重量來調(diào)節(jié)平衡。5.4.1固定翼無人機調(diào)試前檢查二、發(fā)動機拉力線的檢查一般發(fā)動機安裝時要有向右或向下斜的角度,即右拉角和下拉角。右拉角是為了克服右螺旋槳的反作用力和滑溜對尾翼的作用導(dǎo)致的偏航,右拉角一般為1.5°~2°。下拉角是為了使拉力線通過阻力中心或重心,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化、功率增加時,不會產(chǎn)生抬頭力矩。上單翼阻力中心較高,因此下拉角也大,一般為2°~5°;下單翼下拉角小,一般為0°~2°。發(fā)動機機架一般都有向右和向下傾斜的角度。在試飛過程中做直線飛行時若發(fā)現(xiàn)右拉角和下拉角偏大或偏小,返航后可松開發(fā)動機的緊固螺釘,糾正拉力線。5.4.1固定翼無人機調(diào)試前檢查三、起落架機輪的檢查用手指捏住垂直尾翼,向前推,其在地面上滑行呈直線且不偏斜即可。如果偏斜就要糾正起落架和機輪。5.4.1固定翼無人機調(diào)試前檢查四、舵面操縱機構(gòu)和舵面偏轉(zhuǎn)舵角的檢查各操縱舵面連桿必須具有一定的剛性,以保證在舵面受力時連桿不會彎曲,否則會造成舵量不夠。舵機、連桿、連桿兩端的鋼絲接頭,舵面上的搖臂、夾頭,都應(yīng)固定牢靠、不松動。舵面動作的角度偏大或偏小都會影響操縱性,偏大會使操縱反應(yīng)過快,偏小會使反應(yīng)遲鈍。舵面搖臂連接連桿的孔應(yīng)與舵面接縫成一直線。舵機搖臂中立位置不能偏斜,否則會出現(xiàn)差動,導(dǎo)致舵面偏轉(zhuǎn)的動作量不一致,影響控制??赏ㄟ^改變連桿鋼絲彎頭在舵盤(或搖臂)上插孔的位置來調(diào)整舵面,插孔離舵機轉(zhuǎn)盤越遠舵面動作角度越大;反之越小。通過連桿連接舵面一端的舵角孔的位置來調(diào)整,孔越靠近舵面,舵面動作角度越大,反之越小。舵面動作要靈活,操縱連桿不能與其他部件相互干擾,否則會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。檢查舵面動作方向是否與操縱連桿動作方向相對應(yīng)。遙控接收機和舵機應(yīng)能正常工作,不出現(xiàn)跳頻;檢查遙控器電量。5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試一、PID調(diào)參PID調(diào)參內(nèi)容與多旋翼無人機調(diào)試內(nèi)容一樣,見“5.3.1”節(jié)。二、固定翼飛行控制器調(diào)試根據(jù)加載的固件類型不同,所適配的地面控制軟件也不同,有的地面控制軟件可以兼容多個類型的飛控固件。固定翼飛控調(diào)試的基本流程如下:加載固件1)下載安裝MissionPlanner地面站,MP地面站更新頻繁,下載最近的版本即可。2)加載無人機固件,如圖5-43所示。圖5-43固件選擇5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試加速度計校準1)將飛控和地面站電腦連接,選擇對應(yīng)的串口進行連接;2)“選擇初始設(shè)置”“必要硬件”“加速度計校準”,如圖5-44所示;3)在水平面根據(jù)提示進行六面校準,可以用煙盒綁定,確認一面的話按任意鍵校準下一面,此步驟最好在飛控焊線前完成;4)無人機總裝完成后,頂住飛機的重心,飛機保持水平后,再做一次水平校準。圖5-44固件選擇5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試指南針校準固定翼飛行通常通過GNSS指向,在指南針選項里把所有勾都去掉,禁用指南針,如圖5-45所示。固定翼無人機不需要地磁羅盤,因為地磁羅盤是在飛行器懸停原地不動的時候便于飛行器指向的,固定翼一直在往前飛,GNSS羅盤一直能指向,不需要地磁羅盤。圖5-45指南針校準5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試遙控器校準根據(jù)提示進行校準,如圖5-46所示,點擊右下角“校準遙控”按鈕開始遙控校準。校準內(nèi)容包括:搖桿設(shè)定副翼、升降、方向為逆向,油門為正向。圖5-46遙控器校準5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試舵機設(shè)置舵機設(shè)置,也就是舵機和對應(yīng)的插針設(shè)置,參數(shù)設(shè)置界面如圖5-47所示。1)通道設(shè)為Throttle油門,對應(yīng)飛控上的針腳;2)通道禁用;3)通道設(shè)為ElevonLeft,接左副翼舵機;4)通道設(shè)為ElevonRight,接右副翼舵機,勾選右副翼舵機反向。以上改動在全部參數(shù)表里面的體現(xiàn)如下,注意所有改動后都要寫入?yún)?shù)。圖5-47參數(shù)設(shè)置界面5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試電調(diào)校準建議在無人機總裝完成在進行電調(diào)校準,因為通常固定翼無人機固件默認搜到衛(wèi)星才能解鎖。電調(diào)校準界面,如圖5-48所示。圖5-48電調(diào)校準界面5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試將飛控打到手動模式,依次按照以下環(huán)節(jié)進行操作:油門最高、電池上電、斷電、保持最高油門再上電、聽到電調(diào)滴滴兩聲后油門最低,校準完成,然后再按要求恢復(fù)解鎖的設(shè)定。不能校準的原因有:沒有解除固定翼必須搜星才能解鎖、沒有解除打桿解鎖或者是遙控器沒校準好。如果電調(diào)校準后發(fā)現(xiàn)手動模式下遙控器設(shè)置一半油門而電機并沒到一半轉(zhuǎn)速的時候,上調(diào)基本調(diào)參里的油門中立值,滑塊右拉,但不要調(diào)太大。5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試飛行模式設(shè)置用兩段開關(guān)和三段開關(guān)的組合實現(xiàn)8通道控制6種飛行模式,詳見遙控器設(shè)置,設(shè)置界面如圖5-49所示。當兩段在上時,8通道的三段開關(guān)從上往下依次是手動(Manual)、自動調(diào)參(AUTOTUNE)、自動(Auto),兩段在下時依次是自穩(wěn)(FBWA)、定高定向(CRUISE)、返航(RTL),手動和返航是必須設(shè)置的,其他模式隨意,自動調(diào)參完成后把AUTOTUNE改為特技模式(Acro),以實現(xiàn)翻滾和倒飛。Acro模式也可以保持高度。圖5-49飛行模式設(shè)置5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試失控保護設(shè)置地面站中設(shè)置失控保護,把飛行模式打到返航(RTL);然后故障保護PWM設(shè)置為1050,勾選“油門故障保護”,如圖5-50所示;然后將遙控器打到其他模式,關(guān)閉遙控器,看地面站或OSD的飛行模式有沒改變,關(guān)控后飛機會先進入CirCle盤旋模式幾秒,然后再自動返航。返航模式(RTL)下設(shè)置返航高度,在全參表中,ALT_HOLD_RTL
默認返航高度是100m,可以根據(jù)實際需要進行設(shè)置。剩余電量失控保護,可以設(shè)置電池電壓。圖5-50失控保護設(shè)置5.4.2固定翼無人機飛控系統(tǒng)調(diào)試OSD設(shè)置“初始設(shè)置?可選硬件?OSD”,點擊“啟用遙測”按鈕,如圖5-51所
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