今天小編為大家普及多旋翼無人機(jī)飛行的“航前準(zhǔn)備”：無人機(jī)調(diào)試，大體可參照如下步驟進(jìn)行：
一、查看無人機(jī)結(jié)構(gòu)，預(yù)估對(duì)飛行品質(zhì)的影響
無人機(jī)機(jī)體形式有多種，包括使用碳纖玻纖等一體成型機(jī)體，在機(jī)臂端有電機(jī)定位固定的機(jī)構(gòu)，這種形式機(jī)體剛度較強(qiáng)，但機(jī)體重量較大，電機(jī)位置固定精準(zhǔn)，振動(dòng)來源主要為電機(jī)和槳的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)體并不會(huì)產(chǎn)生額外的諧振，高頻分量較少；機(jī)體也有使用雙層圓形碳板做為機(jī)體中心，碳桿支臂分別固定夾緊在雙層圓碳板中，支臂外懸長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在支臂端電機(jī)夾緊固定，這種形式機(jī)體剛度較弱，且支臂端電機(jī)夾緊螺絲易松動(dòng)，使槳的升力面與機(jī)身平面產(chǎn)生夾角，振動(dòng)除來源于電機(jī)和槳的變速轉(zhuǎn)動(dòng)外，機(jī)體支臂和電機(jī)夾緊松動(dòng)會(huì)引發(fā)額外的諧振高頻分量；機(jī)體還有使用多根碳桿交叉固定形成“＃”狀等，支臂外懸長(zhǎng)度較短，在支臂端電機(jī)夾緊固定，這種形式機(jī)體剛度較好，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕，振動(dòng)來源主要為電機(jī)和槳的變速轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)體并不會(huì)產(chǎn)生額外的諧振，高頻分量較少。
同時(shí)，仔細(xì)查看電機(jī)中低高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)體有無異響，檢查電機(jī)與機(jī)座固定處是否松動(dòng)，電機(jī)內(nèi)軸承是否完好，電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子之間有無晃動(dòng)摩擦等。飛控安裝位置或平臺(tái)要和機(jī)體固連，不能和機(jī)體本身有額外的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)。上述情況都會(huì)惡化機(jī)體的震動(dòng)情況。
飛控安裝位置，盡量遠(yuǎn)離槳高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流場(chǎng)，或安裝使用機(jī)罩將飛控罩在其中，減弱氣流場(chǎng)對(duì)飛控內(nèi)氣壓傳感器的影響，尤其是采用較大直徑槳葉設(shè)計(jì)的無人機(jī)。
二、檢測(cè)電機(jī)電調(diào)的響應(yīng)，預(yù)估對(duì)飛行品質(zhì)的影響
著重檢測(cè)電機(jī)電調(diào)對(duì)于不同頻率激勵(lì)的響應(yīng)，以及多電機(jī)的同步性。首先完成電調(diào)校準(zhǔn)，而后以不同頻率（比如慢、中、快速）操作遙控器搖桿激勵(lì)電調(diào)電機(jī)，查看電機(jī)的響應(yīng)是否能夠跟隨激勵(lì)，有無明顯的延遲或卡頓和卡?，F(xiàn)象，檢查電調(diào)如何處理給定的不同頻率的激勵(lì)信號(hào)，有無濾波保護(hù)處理，以及短時(shí)過載保護(hù)等。尤其現(xiàn)在由于農(nóng)業(yè)無人機(jī)市場(chǎng)的火爆，很多廠家承接定制電機(jī)電調(diào)，但在電機(jī)電調(diào)產(chǎn)品性能匹配方面有些會(huì)存在問題，不能有效發(fā)揮電機(jī)的性能，出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)不良。當(dāng)然有時(shí)也是因?yàn)槎ㄖ齐姍C(jī)的問題，存在嚴(yán)重的大慣性和非線性特性，并不適合應(yīng)用在多旋翼無人機(jī)上。在檢測(cè)同步性方面，可以使用遙控的一個(gè)通道同時(shí)連接所有電調(diào)電機(jī)，以不同頻率（比如慢、中、快速）操作遙控器搖桿激勵(lì)電調(diào)電機(jī)，查看所有電機(jī)的是否能夠同步跟隨激勵(lì)。
三、安裝飛控
首次安裝飛控時(shí)，可不考慮減震，使用比較厚軟的雙面膠將飛控粘到機(jī)體靠中心的位置。安裝飛控位置，避免動(dòng)力電源走線環(huán)繞在其周圍，形成閉環(huán)。安裝好飛控之后，按照使用說明書完成飛控的校準(zhǔn)，包括傳感器校準(zhǔn)、遙控器校準(zhǔn)、飛行模式設(shè)定等。校準(zhǔn)完成后，晃動(dòng)飛機(jī)姿態(tài)，及調(diào)整無人機(jī)機(jī)頭方向，通過地面站查看飛控測(cè)量反饋是否正確。另外，待室外搜索到GPS后，觀察星數(shù)是否穩(wěn)定。觀察無人機(jī)在地面靜止放置時(shí)，地面站顯示飛控測(cè)量反饋的對(duì)地速度、垂向速度是否正確，有無大跳變，以及高度值是否穩(wěn)定正確。上述情況均正確，則表明傳感器校準(zhǔn)正確，飛控狀態(tài)良好。
初次飛行，選擇默認(rèn)參數(shù)，在姿態(tài)模式起飛，起飛正常后，姿態(tài)懸停一段時(shí)間后降落。飛行時(shí)注意聽電機(jī)聲音是否正常，聲音有無突變，有無尖銳聲音。本次飛行數(shù)據(jù)重點(diǎn)查看加速度計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)，考慮機(jī)體震動(dòng)情況及角速度震動(dòng)情況、飛控安裝方式是適合。查看角速度環(huán)跟蹤情況，考慮電調(diào)電機(jī)的響應(yīng)情況(包括時(shí)延時(shí)間、飛行時(shí)間內(nèi)響應(yīng)是否一致，有無電機(jī)無反應(yīng)狀態(tài)出現(xiàn))，考慮角速度環(huán)跟蹤靜差是否存在，判斷電調(diào)電機(jī)是否是嚴(yán)重的大慣性非線性系統(tǒng)。查看角速度環(huán)和角度環(huán)是否存在過沖和震蕩,跟蹤效果是否明顯。
修改控制參數(shù)需考慮上述所有問題。若震動(dòng)過大，首先考慮機(jī)體狀態(tài)，確保槳平面一致，機(jī)械安裝部分無松動(dòng)，電機(jī)無故障等。之后，震動(dòng)過大情況依然存在，則需考慮安裝減震墊。安裝減震墊會(huì)明顯改善加速度計(jì)測(cè)量噪聲，但安裝的減震墊剛度不合適會(huì)導(dǎo)致角速度測(cè)量噪聲惡化，起飛時(shí)會(huì)發(fā)生電機(jī)頻繁的加減速有自激振蕩的趨勢(shì)，所以安裝減震墊后起飛時(shí)要密切關(guān)注電機(jī)響應(yīng)，選擇合適剛度的減震墊。機(jī)體狀態(tài)調(diào)整到什么程度算完美？主要參考：加速度測(cè)量的高頻分量較低，平滑的陀螺儀曲線。
在加速度和角速度測(cè)量可接受的情況下，進(jìn)行調(diào)試各控制環(huán)參數(shù)，調(diào)參按照先調(diào)試角速度環(huán)，然后角度環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的順序從里到外依次進(jìn)行。首先調(diào)試角速度環(huán)，若過沖和震蕩較大，適當(dāng)減小感度值，若實(shí)際角速度響應(yīng)達(dá)不到期望值，適當(dāng)增加感度值；若靜差過大，跟蹤效果不明顯，說明非線性特性明顯，適當(dāng)增加慣性系數(shù)，慣性系數(shù)較大會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)慣性更大，飛行不流暢，過大則會(huì)引發(fā)震蕩；若存在過沖和震蕩，但過沖程度較小，同時(shí)角速度噪聲不大，數(shù)據(jù)質(zhì)量較好，可適當(dāng)增加震蕩抑制系數(shù)而不降低感度值，即不降低系統(tǒng)響應(yīng)的情況下降低超調(diào)，震蕩抑制系數(shù)過大則不僅不會(huì)抑制震蕩，還會(huì)引發(fā)惡化震蕩；每次變化值在原來數(shù)值基礎(chǔ)上變化5%-10%左右進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試到無過沖和震蕩，無靜差時(shí)，查看跟蹤響應(yīng)時(shí)間，若響應(yīng)時(shí)間過大，可同時(shí)提高感度值和震蕩抑制系數(shù)，提高響應(yīng)。可提高到什么程序，還得考慮電機(jī)的響應(yīng)情況，主要查看輸出控制量和角速度響應(yīng)，考慮電機(jī)對(duì)于大控制量、小控制量、快變控制量、慢變控制量的響應(yīng)情況。若電機(jī)本身為大慣性的非線性系統(tǒng)，且和電調(diào)的匹配度不高，則需密切查看在提高響應(yīng)過程中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并根據(jù)電機(jī)的響應(yīng)情況調(diào)整系統(tǒng)設(shè)定的最高角速度值和線加速度值。角速度環(huán)調(diào)整到什么程度算完美？主要參考：1、沒有惡化原來測(cè)量的加速度和角速度噪聲；2、沒有過沖或過沖量很小，無連續(xù)震蕩；3、響應(yīng)時(shí)間在100ms內(nèi)；4、小舵量靜差值較小。這里需要提到的是，航向的參數(shù)較大更易導(dǎo)致加重機(jī)體的震動(dòng)噪聲，這時(shí)可以選擇適當(dāng)較低對(duì)航向跟蹤特性的要求，并不會(huì)對(duì)飛行品質(zhì)造成很大的影響。
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