無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試 課件 項(xiàng)目二 多旋翼無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試 04.項(xiàng)目二 任務(wù)四 飛控參數(shù)調(diào)試校準(zhǔn)

無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試

項(xiàng)目二

多旋翼無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試

多旋翼無(wú)人機(jī)組裝與調(diào)試概述01020304目錄CONTENTS裝調(diào)實(shí)訓(xùn)無(wú)人機(jī)機(jī)體組裝飛控線路連接和遙控器設(shè)置飛控參數(shù)調(diào)試校準(zhǔn)無(wú)人機(jī)飛行測(cè)試05多旋翼無(wú)人機(jī)飛行測(cè)試學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)1.了解多旋翼無(wú)人機(jī)的概念、分類(lèi)及其機(jī)體組成；2.了解裝調(diào)實(shí)訓(xùn)無(wú)人機(jī)機(jī)體各組件的作用；3.了解飛控接口定義以及遙控器的相關(guān)功能；4.熟悉多旋翼無(wú)人機(jī)飛控參數(shù)調(diào)試校準(zhǔn)的內(nèi)容和步驟；5.熟悉多旋翼無(wú)人機(jī)飛行測(cè)試工作的內(nèi)容和步驟。01知識(shí)。技能素養(yǎng)1.能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)體組裝以及動(dòng)力系統(tǒng)組裝；2.能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)飛控安裝和線路連接；3.能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)安裝及設(shè)置；4.能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)飛控參數(shù)的調(diào)試校準(zhǔn)工作；5.能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)飛行測(cè)試準(zhǔn)備工作；6.能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)飛行測(cè)試工作。1.具備較強(qiáng)的溝通互動(dòng)能力，能夠在無(wú)人機(jī)組裝調(diào)試過(guò)程中做好相關(guān)基礎(chǔ)工作；2.培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范操作意識(shí)和產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)貫穿始終，逐步培養(yǎng)“質(zhì)量第一，精益求精”的工匠精神；3.在學(xué)生組裝無(wú)人機(jī)的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、一絲不茍、持之以恒、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、踏踏實(shí)實(shí)、追求完美、耐心細(xì)致的品質(zhì)。任務(wù)四

飛控參數(shù)調(diào)試校準(zhǔn)任務(wù)要點(diǎn)本任務(wù)將從兩個(gè)方面介紹多旋翼無(wú)人機(jī)飛控參數(shù)調(diào)試校準(zhǔn)的相關(guān)內(nèi)容，包括基本參數(shù)設(shè)置和高級(jí)參數(shù)設(shè)置。通過(guò)理論知識(shí)學(xué)習(xí)和相關(guān)實(shí)踐操作，使學(xué)生熟悉多旋翼無(wú)人機(jī)飛控參數(shù)調(diào)試校準(zhǔn)的內(nèi)容和步驟，能夠完成多旋翼無(wú)人機(jī)飛控參數(shù)的調(diào)試校準(zhǔn)工作。一、基本參數(shù)設(shè)置飛控固件是指飛控內(nèi)主控計(jì)算機(jī)運(yùn)行的程序文件。通過(guò)USB連接飛控至電腦，電腦會(huì)彈出一個(gè)U盤(pán)（飛控SD卡），將固件文件（.hex）放進(jìn)U盤(pán)里的ACFLy文件夾中，然后重啟飛控，等待固件升級(jí)完成，升級(jí)過(guò)程中飛控藍(lán)燈快閃，此過(guò)程需12秒左右。固件更新完成后會(huì)自動(dòng)刪除ACFLy文件夾里的固件，以免下次上電重復(fù)更新。1.固件的更新一、基本參數(shù)設(shè)置遙控器校準(zhǔn)是通過(guò)地面站軟件對(duì)遙控器的各個(gè)通道進(jìn)行校準(zhǔn)，獲得正確的通道行程，使飛行操控更加精準(zhǔn)。校準(zhǔn)方法如下：（1）將四個(gè)搖桿通道回中，所要設(shè)置的2～3個(gè)按鈕撥到通道值最大的位置。在ACFly地面站中選擇美國(guó)手、中國(guó)手或者日本手后，點(diǎn)擊“校準(zhǔn)遙控器”按鈕。飛控進(jìn)入遙控器校準(zhǔn)模式，如左圖所示。地面站有動(dòng)畫(huà)和文字提示，按照提示操作即可。（2）等待藍(lán)燈閃爍兩次（蜂鳴器響兩聲），表示已記錄所有搖桿初始位置。（3）按照界面遙控器打桿方向提示操作遙控器。2.遙控器校準(zhǔn)一、基本參數(shù)設(shè)置無(wú)人機(jī)電調(diào)校準(zhǔn)是一個(gè)重要的步驟，它確保了無(wú)人機(jī)各個(gè)電調(diào)以相同的方式響應(yīng)控制信號(hào)。為了保障安全，必須先卸掉槳葉。以下是無(wú)人機(jī)電調(diào)校準(zhǔn)的步驟：①將無(wú)人機(jī)和遙控器連接，確保操作正常并處于安全狀態(tài)。②將所有電機(jī)連接到電調(diào)上，并將電調(diào)與無(wú)人機(jī)的主控板連接。③將遙控器油門(mén)向上推到最大時(shí)并給無(wú)人機(jī)連接電源。此時(shí)電調(diào)會(huì)發(fā)出“滴－滴滴滴”的聲音。3.電調(diào)的校準(zhǔn)一、基本參數(shù)設(shè)置④然后將油門(mén)打至低位，完成校準(zhǔn)。打開(kāi)ACFly地面站，將飛控通過(guò)USB與地面站連接，進(jìn)行起轉(zhuǎn)油門(mén)的設(shè)置。天行者、鉑金等非多旋翼電調(diào)必須進(jìn)行起轉(zhuǎn)油門(mén)設(shè)置，一般天行者起轉(zhuǎn)油門(mén)設(shè)為15。其他多旋翼電調(diào)可不用設(shè)置起轉(zhuǎn)油門(mén)。修改完需點(diǎn)擊“寫(xiě)入電調(diào)參數(shù)”。非線性系數(shù)與電調(diào)剎車(chē)設(shè)置有關(guān)，普通電調(diào)（未開(kāi)剎車(chē)）非線性系數(shù)一般為0.45，開(kāi)剎車(chē)一般為0.1，DJI電調(diào)一般為0.75。修改完需點(diǎn)擊“寫(xiě)入電調(diào)參數(shù)”。一、基本參數(shù)設(shè)置1.指南針校準(zhǔn)指南針校準(zhǔn)方法如下：（1）飛控狀態(tài)燈切換至綠色慢閃。（2）遙控器油門(mén)最小，偏航最左，俯仰最上，橫滾最左或點(diǎn)擊調(diào)參軟件中“校準(zhǔn)羅盤(pán)”按鈕，如右圖所示，兩秒左右將進(jìn)入M13_MagCalib磁羅盤(pán)校準(zhǔn)模式。（3）拿起無(wú)人機(jī)，對(duì)應(yīng)六個(gè)面分別旋轉(zhuǎn)一圈，旋轉(zhuǎn)時(shí)飛控指示燈顯示藍(lán)色，會(huì)由暗變亮指示當(dāng)前進(jìn)度。完成后飛控指示燈閃爍并嘀一聲表示校準(zhǔn)完成，綠色慢閃。（4）飛控指示燈紅色表示飛控沒(méi)有在旋轉(zhuǎn)無(wú)法校準(zhǔn)，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)無(wú)人機(jī)即可。注意：需重啟飛控校準(zhǔn)才會(huì)生效，可全部校準(zhǔn)完陀螺和羅盤(pán)再重啟飛控。一、基本參數(shù)設(shè)置5.IMU校準(zhǔn)IMU全稱(chēng)InertialMeasurementUnit，中文是慣性測(cè)量單元，主要用來(lái)檢測(cè)和測(cè)量加速度與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳感器。最基礎(chǔ)的慣性傳感器包括加速度計(jì)和角速度計(jì)（陀螺儀），他們是慣性系統(tǒng)的核心部件，是影響慣性系統(tǒng)性能的主要因素。IMU校準(zhǔn)包括：陀螺儀校準(zhǔn)加速度計(jì)校準(zhǔn)一、基本參數(shù)設(shè)置（1）陀螺儀校準(zhǔn)觀察飛控狀態(tài)燈是否切換至綠燈慢閃。遙控器油門(mén)最小，偏航最右，俯仰居中，橫滾最右，兩秒左右，滴一聲進(jìn)入陀螺校準(zhǔn)模式，藍(lán)綠快閃。飛控需放置靜止不動(dòng)等待5秒左右，滴滴后校準(zhǔn)完成將退出校準(zhǔn)模式，綠色慢閃。如果校準(zhǔn)過(guò)程中飛控不靜止，將會(huì)校準(zhǔn)失敗，出現(xiàn)紅燈并滴一聲退出校準(zhǔn)，重新打桿校準(zhǔn)即可。一、基本參數(shù)設(shè)置（2）加速度計(jì)校準(zhǔn)①觀察飛控狀態(tài)燈是否切換至綠燈慢閃。②遙控器油門(mén)最小，偏航最左，俯仰最下，橫滾最左，或點(diǎn)擊調(diào)參軟件中“校準(zhǔn)加速”按鈕，如右圖所示，兩秒左右將進(jìn)入M12_ACCCalib加速度校準(zhǔn)模式。③將無(wú)人機(jī)分別擺放六個(gè)面（不用按順序，大概水平即可）靜止。每個(gè)面需靜止放置5秒左右，靜止放置時(shí)飛控指示燈顯示藍(lán)色，會(huì)由暗變亮指示當(dāng)前進(jìn)度，表示正在采集數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，完成一個(gè)面校準(zhǔn)后指示燈會(huì)閃爍然后變紅并且嘀一聲，然后更換下一個(gè)面校準(zhǔn)。全部六面校準(zhǔn)完畢后會(huì)退出校準(zhǔn)模式，綠色慢閃。④飛控?zé)艏t色表示當(dāng)前面已經(jīng)校準(zhǔn)或者飛控在移動(dòng)無(wú)法校準(zhǔn)。二、高級(jí)參數(shù)設(shè)置1.PID簡(jiǎn)介在閉環(huán)自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域里都是基于反饋的概念以減少不確定性，其反饋的要素包括三個(gè)部分：測(cè)量、比較和執(zhí)行。測(cè)量關(guān)鍵的是被控變量的實(shí)際值與期望值相比較，用偏差來(lái)糾正系統(tǒng)的響應(yīng)，執(zhí)行調(diào)節(jié)控制。在工程實(shí)際中，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(jiǎn)稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)。二、高級(jí)參數(shù)設(shè)置多旋翼無(wú)人機(jī)在沒(méi)有控制系統(tǒng)的情況下，直接用信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生控制力，會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)太快，或者太慢，或者控制過(guò)沖或者不足的現(xiàn)象，多旋翼無(wú)人機(jī)根本無(wú)法順利完成起飛和懸停動(dòng)作。為了解決這些問(wèn)題，就需要在控制系統(tǒng)回路中加入PID控制器算法。在姿態(tài)信息和螺旋槳轉(zhuǎn)速之間建立比例、積分和微分的關(guān)系，通過(guò)調(diào)節(jié)各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)大小，使多旋翼系統(tǒng)控制達(dá)到動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速、既不過(guò)沖、也不欠缺的現(xiàn)象。二、高級(jí)參數(shù)設(shè)置不同PID值的表現(xiàn)較好的PID值的表現(xiàn)不良的PID值的表現(xiàn)（1）動(dòng)態(tài)響應(yīng)迅速、及時(shí)。（2）控制既不過(guò)沖也不欠缺。（3）無(wú)抖動(dòng)、飛行平穩(wěn)、自穩(wěn)能力強(qiáng)、動(dòng)作迅速有力。（1)動(dòng)態(tài)響應(yīng)太快或太慢。（2)控制過(guò)沖或不足。（3)抖動(dòng)、無(wú)法順利起飛和降落、自穩(wěn)能力弱、摔機(jī)。二、高級(jí)參數(shù)設(shè)置2.PID手動(dòng)調(diào)參PID手動(dòng)調(diào)參方法直接感受無(wú)人機(jī)的飛行情況，從感觀上來(lái)判斷問(wèn)題所在，然后再逐步調(diào)試。01利用飛控調(diào)試軟件的黑匣子功能，里面有記錄電機(jī)在飛行過(guò)程中的震蕩記錄，根據(jù)記錄來(lái)調(diào)試。02二、高級(jí)參數(shù)設(shè)置PID手動(dòng)調(diào)參經(jīng)驗(yàn)aaa飛機(jī)姿態(tài)抖動(dòng)很厲害。這是因?yàn)槲⒎猪?xiàng)過(guò)高的原因，微分項(xiàng)有加速系統(tǒng)響應(yīng)的功能，同時(shí)也會(huì)放大系統(tǒng)的噪聲，導(dǎo)致飛機(jī)震動(dòng)，因?yàn)槎嘈盹w機(jī)本身就是一個(gè)多輸入易受干擾的系統(tǒng)，所以微分項(xiàng)稍微過(guò)大的話就會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)抖動(dòng)非常大。01aaa飛機(jī)不能定位，有小范圍的晃動(dòng)，這屬于震蕩現(xiàn)象，有可能是比例項(xiàng)P過(guò)大或者過(guò)小、積分項(xiàng)