飞行员首飞准备
未调试多旋翼飞行器的首次起飞,是其生命周期中最危险的时刻。此时飞行器可能极不稳定,可能因动力突然增强而猛然升空,也可能因调试不当,导致升空后飞行员无法有效操控。调试飞行期间,飞行员必须极度谨慎,避免发生人员受伤或设备损坏的情况。
飞行员可通过以下措施,降低早期调试过程中的风险:
- 进行电机编号与朝向检查(详见《使用Mission Planner电机测试检查电机编号》)。
- 务必确认选择了正确的机架类型,错误的机架类型可能导致偏航轴快速旋转或完全失控。
- 留意驱动螺旋桨所需的输出百分比,并确保:
- MOT_SPIN_ARM:设置足够高,以确保电机平稳启动。
- MOT_SPIN_MIN:设置足够高,使电机产生最低水平的推力。
- 大幅调整调试参数后,所有飞行均需在稳定模式(Stabilize)下进行。若姿态控制器不稳定,稳定模式能为飞行员提供更强的操控权。
- 需先在飞行中测试高度控制器,再使用定高模式(AltHold)起飞。测试方法为:在稳定模式下起飞,再切换至定高模式。除非飞行器悬停油门极低,否则定高模式通常不会出现问题。
- 初始飞行需确认以下参数设置:
- ATC_THR_MIX_MAN:设为0.1。
- MOT_THST_HOVER:设为0.25(或低于预期悬停油门)。
- 使用遥控器并正确校准(详见《遥控器校准》)。
- 配置电机紧急停止开关并测试(详见《辅助功能》)。
- 选择无风、天气正常的环境进行调试飞行(无降雨,温度在15℃/59℉至25℃/77℉之间)。
- 先在模拟器或低端无人机上练习稳定模式飞行,确保能自信地操控未调试飞行器完成起降。
首飞
任何多旋翼飞行器的首次起飞都是最危险的阶段。必须谨慎操作,避免飞行器在起飞初期损坏,同时确保无人受伤。
- 确保所有旁观者处于安全距离。
- 确保飞行员处于安全的距离和位置。
- 飞行员需重温飞行器解锁方法(使用辅助功能中的电机联锁或解锁/上锁功能可能更便捷)。
- 本次飞行的目标是将飞行器调整至“可调试飞行”状态。
- 确认飞行器处于稳定模式(Stabilize)。
- 解锁飞行器。
- 立即上锁,验证解锁流程是否正确。
- 再次解锁飞行器。
- 缓慢推油门,观察是否有振荡现象(长起落架或柔性起落架可能引发振荡,该现象仅在飞行器离地后消失)。
- 飞行器一离地,立即尽可能轻柔地降落。
- 上锁飞行器。
- 分析观察结果,判断是否需要调整调试参数,或是否可安全再次起飞。
- 解锁并推油门起飞。
- 悬停在约1米高度,对横滚轴和俯仰轴施加小幅(5度)操控输入。
- 若观察到任何振荡,立即降落。
下一部分将说明如何消除振荡。
飞行器初始调试
多旋翼飞行器调试的首要任务,是实现稳定无振荡的调试状态,为后续测试奠定基础。
- 在稳定模式(Stabilize)下解锁飞行器。
- 缓慢推油门,直至飞行器离地。
- 若飞行器开始振荡,立即中止起飞或降落。
- 将以下所有参数降低50%:
- ATC_RAT_PIT_P:俯仰轴姿态速率比例增益
- ATC_RAT_PIT_I:俯仰轴姿态速率积分增益
- ATC_RAT_PIT_D:俯仰轴姿态速率微分增益
- ATC_RAT_RLL_P:横滚轴姿态速率比例增益
- ATC_RAT_RLL_I:横滚轴姿态速率积分增益
- ATC_RAT_RLL_D:横滚轴姿态速率微分增益
- 重复上述流程,直至飞行器悬停时,视觉和听觉上均无明显振荡。
- 若飞行器配备极长或柔性起落架,可能需在地面共振停止前离地。
- 需注意,此状态下飞行器对大幅操控输入和外部干扰的响应可能极慢。飞行员应极度谨慎,尽量减少操纵杆输入,避免坠毁风险。
定高模式(AltHold)测试
本测试旨在验证高度控制器性能,确保飞行器稳定性。
- MOT_HOVER_LEARN:设为2,使控制器能在飞行中自动学习正确的悬停值。
- 在稳定模式(Stabilize)下起飞,升至5米高度。切换至定高模式(AltHold),并随时准备切回稳定模式。
- 若飞行器悬停油门极低,可能会听到电机发出较快的振荡声。确保飞行器悬停至少30秒,使悬停油门参数收敛至正确值。
- 降落并解锁飞行器。
- 在地面(建议解锁状态下)设置以下参数(经验丰富的飞行员可在飞行中通过地面控制站或CH6调谐旋钮设置):
- PSC_ACCZ_I:Z轴加速度积分增益,设为2×MOT_THST_HOVER(悬停油门)。
- PSC_ACCZ_P:Z轴加速度比例增益,设为MOT_THST_HOVER(悬停油门)。
- 若定高模式出现上下振荡,需将位置控制器和速度控制器参数降低50%,涉及参数:
- PSC_POSZ_P:Z轴位置比例增益
- PSC_VELZ_P:Z轴速度比例增益
谐波陷波滤波
实现无振荡悬停后,下一步需配置优质陷波滤波,以减少PID控制器的噪声干扰。合理的陷波滤波参数是实现良好调试效果的关键。
- INS_LOG_BAT_MASK:设为1,随后让飞行器悬停至少30秒,期间不进行任何操控输入。
- 此举将启用FFT日志记录,为陷波滤波的正确配置提供指导。
- 详细阅读《使用动态谐波陷波滤波管理陀螺仪噪声》文档,配置谐波陷波滤波,消除陀螺仪噪声。
- 通过陷波滤波消除噪声,将显著提升调试质量。