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多旋翼飞行器设定点调整(轨迹发生器)

本文件概述了多旋翼飞行器的调整参数,这些参数可改变 用户体验例如:飞行器在执行任务时对摇杆移动或方向变化的反应速度、允许的最大速度等。

换句话说,本主题将解释如何调整影响 所需的设定点 而不是那些影响载具 踪迹 设定点)。

生成这些设定点的算法称为轨迹生成器。

警告

本指南面向高级用户/专家。

TIP

请按照 多旋翼飞行器 PID 调整指南 之前 进行此处描述的任何调整参数。请勿使用这些调整参数来解决跟踪不良或振动问题!

概述

P/PID 控制器的输入是一个 所需的设定点 载具应尝试跟踪。 PID 调节 (低级调整)旨在减少预期设定点与载具状态估计值之间的误差。

所需的设定点 传递给 P/PID 控制器的参数本身是通过一个 要求设定点 根据摇杆位置(在遥控模式下)或任务指令。所需的设定点变化可能非常快(例如,如果用户将操纵杆从零移动到最大值作为一个 "步进")。如果相应的期望设定点以斜坡的形式变化,飞行器的飞行特性会更好。

设定值调整 (高层次调整")用于指定在 要求所愿 设定点--即定义期望设定点跟随要求设定点的斜率。

TIP

调整不当 P/PID 增益 会导致不稳定。调整不当 设定值 不会导致不稳定,但可能导致对设定点变化的反应非常生涩或反应非常迟钝。

飞行模式轨迹支持

任务模式 使用了 Jerk-limited 轨迹。

位置模式 支持 实施 如下所示。它默认使用基于加速度的映射;其他类型可使用 MPC_POS_MODE.

高度模式 同样支持 实施 选定 MPC_POS_MODE但是 只是 用于平滑垂直分量(即控制高度时)。

其他模式均不支持轨迹调整。

位置模式的实施

以下清单提供了 概况 的不同实现方式,如何解释摇杆输入并将其转化为轨迹设定点:

  • 基于加速度(默认)
    • 水平摇杆输入映射到加速度设定点。
    • 直观的杆感,因为它就像在推动载具一样。
    • 在达到行驶速度时,不会出现意外的倾斜变化。
    • 垂直方向的摇杆输入采用了运动限制轨迹映射。
    • 在位置模式下使用 MPC_POS_MODE=4.
  • Jerk-limited
    • 在需要平滑运动时使用(例如:拍摄、制图、货运)。
    • 生成对称的平滑 S 曲线,始终保证颠簸和加速度极限。
    • 可能不适合需要更快响应速度的载具/用例,如比赛用四轮驱动车。
    • 在位置模式下使用 MPC_POS_MODE=3.
  • 简单的位置控制
    • 棍棒直接映射到速度设定点,无需平滑处理。
    • 用于速度控制调整。
    • 在位置模式下使用 MPC_POS_MODE=0.

高度模式的实施

类似于 位置模式实施 这些都是解释垂直摇杆输入的实现:

  • Jerk-limited
    • 平滑垂直输入
    • 在高度模式下设置 MPC_POS_MODE 3 个或 4 个。
  • 简单的高度控制
    • 未平滑的垂直输入
    • 仅当使用 MPC_POS_MODE=0.