本文节选自《PX4 使用手册第三版中文》链接：http://bbs.5imx.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1468593
9.6 竞赛设置
本页面描述如何设置和配置竞速以获得最佳性能(特别是 Acro mode).
请记住，竞速是一种速度很快的飞行器，专门为超越而设计! 你应该已经有一些经验，或者让有经验的人帮助你.
这里描述的许多东西也可以应用于提高其他类型多旋翼的飞行性能.
竞速通常会忽略一些传感器(如GPS)。因此，可用的失控保护选项更少.
9.6.1 组装选项
竞速通常省略一些传感器.
最低配置是只使用陀螺仪和加速度计传感器.
如果板上有内部罗盘，则不应使用(小型机型特别容易受到强电磁干扰).
竞速通常没有GPS，因为它增加了一些重量，而且在碰撞中容易损坏 (GPS +外部磁强计必须放置在远离大电流的GPS桅杆上，以避免磁干扰，不幸的是，这意味着它很容易断裂).
然而，添加GPS有一些好处，尤其是对初学者来说:
• 你可以进入位置等待，飞行器会停留在一个地方. 这是方便的，如果你失去方向或需要刹车. 它也可以用来安全着陆.
• Return mode 返回模式可以使用，无论是在一个开关或作为RC丢失/低电池失控保护.
• 当它坠毁时，您将拥有最后的位置.
• 日志包含飞行轨迹，这意味着您可以查看飞行(以3D格式). 这有助于提高你的特技飞行技巧.
在激烈的特技动作中，GPS会在短时间内失去其定位。如果在此期间切换到位置模式，将使用高度模式替代，直到该位置再次有效.
9.6.2 硬件设置
以下段落描述了组装飞机时的几个要点. 如果您需要完整的构建说明，您可以参考 QAV-R 5" KISS ESC Racer 组装日志.
9.6.3 震动设置
有各种各样的安装方法来减少振动. 例如，飞行控制器可以安装减振泡沫，或使用 O-rings.
虽然没有单一的最好的方法，但如果你使用高质量的部件(框架，发动机，道具)，例如QAV-R 5" KISS ESC Racer ，你通常会有较少的振动问题 .
确保使用平衡的螺旋桨.
9.6.4 重心
确保重心尽可能靠近推力中心. 左右平衡通常不是问题，但前后平衡可能是问题. 你可以移动电池，直到重心合适，并标记在框架上，所以你可以始终正确地放置它.
积分项可以解释不平衡的设置，定制的混合器可以做得更好。然而，作为飞行器设置的一部分，最好修复任何不平衡 .
9.6.5 电机顺序
如果您计划使用4-in-1 ESC，例如 Hobbywing XRotor Micro 40A 4in1，您将注意到它使用的电机顺序与PX4使用的不同. PX4允许您通过 MOT_ORDERING参数更改软件中的电机排序. 您可以选择 Betaflight/Cleanflight 电机顺序， 这通常用于4-in-1 ESCs.
9.6.6 软件设置
在构建了飞行器之后，您将需要配置软件. 浏览Basic Configuration Guide基本配置指南并选择Generic 250 Racer 机身，它已经设置了一些竞速特定的参数.
这些参数很重要:
• 启用 One-Shot 通过设置PWM_RATE= 0.
• 启用 SYS_FMU_TASK (说明： below).
• 根据需要设置手动/稳定模式的最大滚转、俯仰和偏航速率: MC_ROLLRATE_MAX, MC_PITCHRATE_MAX 和 MC_YAWRATE_MAX. 最大倾斜角由MPC_MAN_TILT_MAX配置.
• 最小推力MPC_MANTHR_MIN 应该设置为 0.
• 通过将RC_FLT_CUTOFF设置为0禁用RC输入过滤.
9.6.7 估计值
如果使用GPS，则可以跳过本节并使用默认估计值. 否则，你应该切换到Q姿态估计器，它的工作没有磁强计或气压表.
要选择它，请将SYS_MC_EST_GROUP设置为1，并更改以下参数:
• 如果系统没有磁强计，则将SYS_HAS_MAG设置为0.
• 如果系统没有气压计，则将SYS_HAS_BARO设置为0 .
• 配置Q估计器: 设置 ATT_ACC_COMP = 0, ATT_W_ACC = 0.4 ， ATT_W_GYRO_BIAS = 0. 如果您愿意，您可以稍后对其进行调优.
9.6.8 失控保护
配置RC丢失和低电池失控保护RC loss and lowbattery failsafe. 如果你不使用GPS，将失控保护设置为锁定 Lockdown，即关闭电机 . 在没有安装螺旋桨的情况下，通过在飞机解锁时关闭遥控器来测试RC丢失.
确保分配一个紧急开关 kill switch 或一个解锁开关 arming switch. 测试它并训练使用它!
9.6.9 PID 调整
在进行任何调优之前，请确保校准ESCs.
在此刻，你应该准备好第一次试飞.
如果一切顺利，进行第一次PID调优 PID tuning (忽略推力曲线设置) . 这架飞机需要 undertuned, 这意味着P和D增益应该设置得太低——这样控制器就不会产生可解释为噪声的振荡(默认增益可能足够好) . 这对于过滤器 filter调优非常重要 . 稍后将进行第二轮PID调优.
9.6.10 控制延迟
控制延迟是指从飞机的物理扰动到电机对变化作出反应的延迟.
尽可能减少控制延迟是至关重要的——更低的延迟允许您增加速率P增益，这意味着更好的飞行性能. 即使延迟增加1毫秒也会产生影响.
这些是导致延迟的因素:
• 软机身或软振动装置(它们起过滤器的作用).
• 软件和传感器芯片上的低通滤波器.
• PX4软件内部: 传感器信号需要在驱动程序中读取，然后通过控制器传递到输出驱动程序. 启用 SYS_FMU_TASK 以减少延迟 ( Pixracer 和 Omnibus F4 SD默认启用).
• IO芯片(主引脚)与AUX引脚相比增加了5.4 ms的延迟(这并不适用于Pixracer或Omnibus F4，但适用于Pixhawk). 为了避免IO延迟，禁用 SYS_USE_IO并将电机连接到AUX引脚.
• PWM 输出信号: 启用 One-Shot (PWM_RATE=0) 以减少延迟.
9.6.11 滤波器
如前一节所述，过滤器影响控制延迟.
这是PX4中控制器的滤波流程:
• 陀螺传感器芯片上的DLPF. 截止频率设置为98Hz，采样频率为1kHz.
• 陀螺传感器数据上的低通滤波器. 可以使用 IMU_GYRO_CUTOFF参数配置它 .
• d项上的低通滤波器。d项最容易受到噪声的影响，而稍微增加的延迟不会对性能产生负面影响. 由于这个原因，d项有一个额外的低通滤波器，可通过 MC_DTERM_CUTOFF配置.
• 电机输出上的回转速率slewrate过滤器(MOT_SLEW_MAX)。一般不使用 .
为了减少控制延迟，我们希望增加低通滤波器的截止频率. 然而，这是一个权衡，因为它也会增加馈送给电机的噪音的信号 . 马达上的噪音有以下后果:
• 马达和esc会变热，以至于损坏.
• 减少飞行时间，因为发动机不断改变他们的速度.
• 可见随机小颤动.
最佳的过滤器设置取决于飞行器. 默认设置是保守的——这样它们也可以用于质量较低的安装.
9.6.12 滤波调试
首先，确保激活了高速率日志配置文件 (SDLOG_PROFILE 参数). Flight Review 将显示一个FFT的滚动，俯仰和偏航控制图.
不要试图使用滤波器调谐修复飞行器的高振动。而是修复飞行器硬件设置.
滤波器优化最好通过查看飞行日志来完成. 您可以使用不同的参数依次执行多个飞行，然后检查所有日志，但请确保在这两个飞行之间锁定飞机，以便创建单独的日志文件.
执行的飞行机动可以简单地在手动/稳定模式Manual/Stabilized mode下悬停，向各个方向滚动和俯仰，并增加一些油门周期. 总持续时间不需要超过30秒。为了更好的进行比较，在所有的飞行都应该是相似的.
首先，使用低d项滤波器D-term值(MC_DTERM_CUTOFF = 30)，将陀螺滤波器 IMU_GYRO_CUTOFF以10Hz逐步调高 . 将日志上传到https://logs.px4.io， 然后比较驱动器控制FFT （Actuator Controls FFT ）图 . 将截止频率设置为一个噪声开始显著增加之前(大约60 Hz 或以上的频率)的值 . 然后以相同的方式优化D-term过滤器(MC_DTERM_CUTOFF).
下面是三个不同过滤器值的示例(40Hz, 70Hz, 90Hz). 在90hz时，一般的噪声水平开始增加(特别是对于滚转)，因此70hz的截止频率是一个安全的设置.
由于y轴的比例是不同的，所以无法比较不同飞行器之间的曲线图. 但在同一飞行器上，它是一致的，与飞行时间无关.
9.6.13 PID 调整 (第二轮)
现在做第二轮PID调优，这次调紧（响应及时）越好，同时调优推力曲线.
9.6.14 Airmode悬浮模式
在验证飞机在低油门和高油门下飞行良好后，可以使用MC_AIRMODE参数启用airmode.这一特点确保飞行器在低油门仍然是可控的，并跟踪速度.
开始愉快的翻滚吧 :)
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发表于 2019-2-5 11:11
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