高级 TECS 调整参数（重量和高度）

本主题将介绍如何补偿 车重 和 空气密度以及有关 算法 使用。

警告

本主题要求您已经执行了 基本 TECS 调整.

基本 TECS 调整 确定高度和空速控制器正常工作所需的飞行器关键性能限制。

虽然这些限制是使用恒定参数指定的，但实际上飞行器的性能并不是恒定的，会受到各种因素的影响。如果不考虑重量和空气密度的变化，在配置（空气密度和重量）与飞行器调试时的配置偏差很大的情况下，高度和空速跟踪很可能会变差。

载具重量补偿

设置（两个）以下参数，以缩放最大爬升率、最小下沉率，并根据重量调整空速限制：

• 基本重量 - 的载具重量 基本 TECS 调整 进行。
• 总重量 - 例如，在使用较大的电池或装载调试时不存在的有效载荷时，在任何给定时间内载具的实际重量。

您可以在调试配置中使用衡器测量飞行器的重量，以及在带有效载荷飞行时确定重量值。

当 两个 基本重量 和 总重量 大于 0如果值相同，则不会有任何影响。参见 算法 有关详细信息，请参阅下文。

空气密度补偿

指定服务上限

在 PX4 中，服务上限 fw_service_ceil 规定了在标准大气条件下，飞行器在最大油门和重量等于 0.5 米/秒的情况下仍能达到最大爬升率的高度。 基本重量.默认情况下，该参数被禁用，不会进行补偿。

这一参数需要通过实验来确定。设置一个保守值（较低值）总比设置一个乐观值要好。

对最小下沉率进行密度修正

最小下沉速率在 FW_T_SINK_MIN.

如果 基本 TECS 调整 不是在标准海平面条件下进行的，那么 FW_T_SINK_MIN 参数必须通过乘以修正系数来修改 $P$ （其中 $\rho$ 是调整参数时的空气密度）：

$$P=\sqrt{\frac{\rho }{{\rho }_{sealevel}}}$$

更多信息，请参见 密度对最小下沉率的影响.

将密度校正应用于微调节流阀

使用 FW_THR_TRIM.

如果没有在标准海平面条件下进行基本调整，则 FW_THR_TRIM 必须乘以修正系数 $P$:

$$P=\sqrt{\frac{\rho }{{\rho }_{sealevel}}}$$

更多信息，请参见 密度对微调节流阀的影响

重量和密度补偿算法

本节包含 PX4 执行缩放操作的相关信息。这些信息仅供参考，想要修改缩放代码的开发人员可能会感兴趣。

符号

在以下章节中，我们将使用以下符号 $\hat{X}$ 来指定该值是变量的校准值 $X$.我们所说的标定值是指在海平面标准大气条件下测量的变量值，当载具重量等于 基本重量.

例如 ${\hat{\dot{h}}}_{max}$ 我们规定了飞行器在以下条件下所能达到的最大爬升率 基本重量 在海平面标准大气条件下。

重量对最大爬升率的影响

最大爬升率 (FW_T_CLMB_MAX)是重量比的缩放函数。

根据飞机的稳态运动方程，我们可以将最大爬升率写成

$${\dot{h}}_{max}=\frac{V\ast (Thrust-Drag)}{m\ast g}$$

其中 V 是真实空速， m 是飞行器质量。从这个等式可以看出，最大爬升率与飞行器质量成正比。

重量对最小下沉率的影响

最小下沉率 (FW_T_SINK_MIN) 作为重量比的函数进行缩放

最小下沉率可写成

$${\dot{h}}_{min}=\sqrt{\frac{2mg}{\rho S}}f(C_L,C_D)$$

其中 $\rho$ 是空气密度，S 是翼面参考面积，而 $f(C_L,C_D)$ 是极点、升力和阻力的函数。

从这个等式中我们可以看出，最小下沉率与重量比的平方根成比例。

重量对航速限制的影响

最小空速 (FW_AIRSPD_MIN）、失速空速 (fw_airpd_stall）和修整空速 (FW_AIRSPD_TRIM) 的权重比进行调整。 基本重量 和 总重量.

在稳态飞行中，我们可以要求升力与飞行器的重量相等：

$$Lift=mg=\frac{1}{2}\rho V^{2}S{C}_L$$

对这个等式进行空速重排，得出

$$\begin{gathered} V= \\ sqrt \\ frac2mg \\ rhoS{C}_D \end{gathered}$$

从这个等式中我们可以看出，如果假设攻角不变（我们通常希望攻角不变），那么飞行器重量对空速的影响是平方根关系。因此，上面提到的空速限制都是根据重量比的平方根来计算的。

密度对最大爬升率的影响

最大爬升率的设置方法是 FW_T_CLMB_MAX.

如前所述，最大爬升率可表示为

$${\dot{h}}_{max}=\frac{V\ast (Thrust-Drag)}{m\ast g}$$

空气密度会影响空速、推力和阻力，要模拟这种影响并非易事。不过，我们可以参考一些文献和经验，这些文献和经验表明，对于螺旋桨飞机来说，最大爬升率与空气密度呈近似线性关系。因此，我们可以将最大爬升率写成

$${\dot{h}}_{max}=\hat{\dot{h}}\ast \frac{{\rho }_{sealevel}}{\rho }K$$

其中 ${\rho }_{sealevel}$ 是标准大气压下海平面的空气密度，K 是决定函数斜率的比例系数。航空业的通常做法是规定一个飞行器仍能达到最低爬升率的服务上限高度，而不是试图确定这个常数。

密度对最小下沉率的影响

最小沉降率的设置方法是 FW_T_SINK_MIN.

在前面的章节中，我们已经看到了最小下沉率的计算公式：

$${\dot{h}}_{min}=\sqrt{\frac{2mg}{\rho S}}f(C_L,C_D)$$

这表明，最小下沉率与空气密度倒数的平方根成比例。

密度对微调节流阀的影响

TODO: 在此添加推导。