多旋翼飞行器 PID 调整指南

本教程将介绍如何调整 PX4 上的 PID 循环，使其适用于以下所有情况 多旋翼飞行器设置 (四边形、六边形、八边形等）。

建议对所有新的飞行器设置进行调整，因为相对较小的硬件和装配变化都会影响最佳飞行所需的调整增益。例如，不同的电调或发动机需要不同的调整参数增益。

TIP

一般来说，如果您使用适当的 支持的机身配置 (选自 QGroundControl > 机身)，默认的调整应该可以让您安全地驾驶飞行器。要获得 极品 我们建议您调整新车的性能。

警告

调校不好的载具很可能不稳定，容易撞车。一定要为载具配备 熄火开关.

导言

PX4 的用途 P比例、Integral、 DPID）控制器（这是最普遍的控制技术）。

QGroundControl PID 调节 设置可提供载具设定点和响应曲线的实时图。调试的目的是设置 P/I/D 值，以使 回应 曲线与 设定点 尽可能接近曲线（即快速反应，没有过冲）。

控制器是分层的，这意味着较高层次的控制器将其结果传递给较低层次的控制器。最低级的控制器是 速率控制器随后是 姿态控制仪最后是 速度放大器；位置控制器.PID 调整也需要按照同样的顺序进行，从速率控制器开始，因为它将影响所有其他控制器。

每个控制器（速率、姿态、速度/姿态）和轴（偏航、滚转、俯仰）的测试步骤始终相同：通过快速移动摇杆创建一个快速的设定点变化，并观察其响应。然后调整滑块（如下文所述），以改善对设定点响应的跟踪。

TIP

• 速率控制器的调整最为重要，如果调整得当，其他控制器通常无需调整或只需微调
• 通常情况下，滚动和俯仰可以使用相同的调整参数增益。
• 使用 Acro/Stabilized/Altitude 模式调整速率控制器
• 使用 位置模式 以调整 速度控制器 和 定位（POSITION）控制员.确保切换到 简单的位置控制 模式，以便生成步进输入。

先决条件

• 您正在使用 QGroundControl 日常建设 (打开新窗口） (最新的调整用户界面将出现在 2021 年 3 月之后的下一个版本中）。

• 您选择了最匹配的 默认机身配置 您的载具。这样，您就可以拥有一辆会飞的汽车了。

• 你应该 电调校准.

• 如果使用 PWM 输出： PWM_MAIN_MIN 设置正确。它需要设置得低一些，但要使 电机永不停歇 当载具处于上膛状态时。

  这可以在 Acro 模式 或在 手动/稳定模式:

  • 拆除螺旋桨
  • 启动载具并将油门降至最低
  • 将载具向各个方向倾斜约 60 度
  • 检查电机是否关闭

• 尽可能使用 WiFi 等高速遥测链路（典型的低速遥测无线电速度不够快，无法进行实时反馈和绘图）。这对速率控制器尤为重要。

• 禁用 MC_AIRMODE 在对载具进行调校之前，请先对 PID 进行调校（PID 调校屏幕中有一个相关选项）。

调整参数程序

调整程序是

1. 上膛飞行器、起飞和悬停（通常在 位置模式).

2. 开放 QGroundControl 载具设置 > PID 调节

3. 选择 费率控制器 标签。

4. 确认空气模式选择器设置为 失能

5. 设置 推力曲线 值为0.3（PWM、功率型控制器）或 1（转速型电调）。

   备注

   对于 PWM、基于功率和（某些）UAVCAN 速度控制器而言，控制信号与推力之间可能不是线性关系。因此，当飞行器以较大推力运行时，悬停推力下的最佳调整可能并不理想。

   推力曲线值可用于补偿这种非线性：

   • 对于 PWM 控制器来说，0.3 是一个很好的默认值（可能会受益于 进一步调整).
   • 对于基于转速的控制器，使用 1（无需进一步调整，因为这些控制器具有二次推力曲线）。

   欲了解更多信息，请参阅 详细的 PID 调整指南.

6. 设置 选择调整参数 单选按钮： 卷轴.

7. (可选）选择 自动飞行模式切换 复选框。这将 自然而然 从 位置模式 至 稳定模式 当您按下 开始 按钮

8. 要调整速率控制器，请切换到 Acro 模式, 稳定模式 或 高度模式 (除非启用自动切换）。

9. 选择 开始 按钮，以便开始跟踪设定点和响应曲线。

10. 快速移动 滚棍 全量程，并观察曲线图上的阶跃响应。

    TIP

    停止跟踪，以便于检查地块。缩放/平移时会自动停止。使用 开始 按钮重启绘图，而 清晰 重置它们。

11. 使用滑块修改三个 PID 值（对于滚动率调整，滑块会影响 MC_ROLLRATE_K, MC_ROLLRATE_I, MC_ROLLRATE_D)，并再次观察阶跃响应。只要移动滑块，数值就会保存到载具中。

    备注

    目标是 回应 曲线与 设定点 尽可能接近曲线（即快速反应，没有过冲）。

    PID 值可调整如下：

    • P（比例）或 K 增益：
      • 提高响应速度
      • 如果响应出现过冲和/或振荡，则应减小响应（增加 D 增益到一定程度也有帮助）。
    • D（导数）增益：
      • 可增加该值以抑制过冲和振荡
      • 仅根据需要增加，因为这会放大噪音（并可能导致电机发热）
    • I（积分）增益：
      • 用于减少稳态误差
      • 如果太低，响应可能永远达不到设定点（例如在风中）
      • 如果过高，则可能出现缓慢振荡

12. 对俯仰和偏航重复上述调整过程：

    • 使用 选择调整参数 单选按钮选择要调整的轴
    • 移动相应的摇杆（如俯仰摇杆表示俯仰，偏航摇杆表示偏航）。
    • 对于螺距调整，开始时使用与滚动相同的数值。

      TIP

      使用 保存到剪贴板 和 从剪贴板重置 按钮可将滚动设置复制到初始俯仰设置中。

13. 在所有轴上重复姿态控制器的调整过程。

14. 对速度和位置控制器（所有轴）重复上述调整过程。

    • 调整参数这些控制器时使用位置模式

    • 选择 简单的位置控制 选项中的 位置控制模式 ... 选择器（可直接控制步进输入的生成）

      

全部完成！离开设置前，请记住重新启用 Airmode。