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121341443 · 发表于 2014-6-22 00:28:03

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写在前面：
      一听到别人是玩四轴的，肯定第一感觉就是“高端”、“土豪”……楼主将改变这个现象，四轴变白菜！
      由于楼主的精华帖已经够多了，所以以后的教程以合集形式出。本贴的合集就是飞控，不仅包括四轴飞控，还包括单轴飞控、双轴飞控、固定翼飞控等欧……

一、四轴飞控：

      最近一段的学习，对PID算法有了新的认识，感觉四轴应该可以搞了。组装了一架有刷四轴，简单的调试几下，一推油门竟然就那么华丽丽的飞起来了……本来教程可以立即发布的，但草稿版本的四轴动力不足，楼主想把动力换足了再发布，没想到，一换竟然换了两个星期……一开始用的是1S电池，四个N30电机，结果升力非常尴尬，380mah电池只能飞几秒，1000mah电池飞不起来（单个N30推力有35g，但由于电池内阻、电路内阻等影响，四个并联只有100g），只好尝试减速组加大桨的方案。网购了N30（1:3）减速组加7寸桨，测试是有45g推力了但一看电流竟然有2A，这效率损失太坑爹了，要知道直驱桨35g推力时电流才1.5A。不死心又用玩具直升机大齿盘、614空心杯粘出来一个（1:10）减速组，这下推力效率都够了，但随即发现它非常脆弱，一摔就坏，根本没法调试。几经折腾，楼主身心俱疲，决定彻底放弃1S方案。稍微改装了下，结果2S电池一上，1/3油门就飞起来了，而且很稳。前两个星期都瞎折腾了。
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四轴飞行的基本原理就不再多说了。这里只提一些注意事项。

PID与线性：
PID稳定四轴姿态的基础是电机升力要线性，一般情况下电机升力与电压正好也是线性对应的，通过电调可以直接控制。但楼主在实际测试中发现，在MOS管结电容等各种未知因素的作用下，不同频率的PWM会显著影响电机线性：
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图中可以看到，同样电压下电机升力不同，500HZ的PWM线性显著好于2KHz的PWM。

重心与稳定：
   大家都知道不倒翁的原理，重心越低越稳定，但在飞行的四轴上不同。当四轴倾斜时，如果参数理想，程序会调整力臂使姿态立刻恢复。但如果重心过低，姿态在回复到水平位置时重心仍有一定转动惯性，越过中点，导致四轴震荡。所以四轴的重心稍低一些有助于平稳和起降，但太低则会严重影响平稳。
   重心同时还会影响四轴的悬停，如果起飞后四轴一直向右跑，那你就得把重心向左调一下了。或者把通道2的微调向左调也行。

陀螺仪温飘：
   在静止时陀螺仪的输出并不是0，这叫温飘。体现在四轴上是四轴会慢慢的自旋，而温飘自然是与温度有关，当环境温度变化大时，最好执行一下温飘校准。

PID与调试：
   一直在说PID，PID到底是个什么东西呢，其实是个很简单的公式：
   F=P*角度+D*角速度
   假设我们把一个小球用绳子悬挂起来，它会摆来摆去，但幅度会越来越小，最终静止在最低点。这其实就是一个PID，它使小球稳定在最低点附近。它是怎么实现呢，在这个过程中有两个相反的力在作用：重力和空气阻力。小球离开中心点的距离越远，它受到回到中心点的力越大，这个就是P，也即回复力。小球在回到中心点的过程中，速度越快，受到的空气阻力就越大，这个就是D，也即阻尼力。
   P使小球回到中点，而D适时的减小速度，小球的位置就稳定下来了。当然在四轴上这么摆来摆去可不行，所以我们要不断的调节P、D到合适的大小，使四轴能够快速稳定而较少振荡。怎么知道P与D的值是否合适呢，这要通过观察跃阶响应。具体如何实现呢，我们可以把十字杆的一根固定在转轴上，重心同时也移到转轴上，只启动与转轴垂直的两个电机。P为0时，四轴应能稳定在任何角度。
   先使D归0，慢慢增大P，然后不断用手把四轴的角度弄歪再松手（比如30度），观察四轴回复到水平位置的情况，这个就叫跃阶响应。随着P的增大，四轴开始出现振荡——等幅振荡——超幅振荡。合适的P：当四轴偏移时有不小的回复力产生，松手后可以等幅振荡。
   在P合适的情况下，慢慢增大D。随着D的增大，在跃阶响应中，振荡不断减小又增大。最终你觉得振荡最小的D就是合适的D。
   上面的方法适合X、Y轴的调试，至于Z轴，用绳子在中心处吊起来即可。相对于X、Y轴，Z轴的参数实际上可以弱化，因为水平的稳定性才是四轴的根本。
   六个参数调整好后，就可以试飞了。没飞过四轴的一定要注意油门，尤其是将要离地的瞬间，一定要缓慢推油，不然一下子就会窜到天花板上。楼主连吃几次亏才勉强控制住，摔折了好几次避撞架。Z轴一般不会出现问题，如果X、Y轴出现振荡，按比例适当减小P、D即可。

一、物资准备
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二、焊接

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上面两幅图是1S版本的，与2S的电路稍有不同，仅作参考

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三、下载

按键是陀螺仪温飘校准键，需要校准的话重新开机并按住按键，等待指示灯闪烁，并把四轴稳定的放在地上，确保指示灯熄灭前不再有抖动。等待指示灯再次点亮，校准即结束。

鉴于四轴的DIY比较难，而楼主也没有时间一一解答，所以请制作成功的朋友把自己做的贴出来，并附上自己在制作中的心得、问题的处理等，为后来者提供宝贵的经验。
A版现在只是证明了51单片机也能做四轴而已，性能只是玩具级别的，需要优化的地方还非常多。需配合适应四轴的二代控固件，只是降低了信号发射速率.

萝丽集成四轴A版C程序.rar(2.99K)萝丽集成四轴A版HEX.rar(4.24K)萝丽航模遥控器二代四轴适应版.rar(12.24K)

JaLLs · 发表于 2015-5-18 22:13:49

楼主，请问你用的是什么遥控器，遥控模块？

HT1L8HqD9V · 发表于 2017-11-3 14:47:10

￥OMTw0TrLweS￥

曾诚 · 发表于 2017-11-1 13:21:12

怎么没有继续搞了，很感兴趣。

xiao小菜鸟 · 发表于 2016-9-7 09:06:38

。。。。。要c版

hjsbs · 发表于 2016-8-18 10:03:22

弱弱的问一句用什么遥控器控制飞行？

coolhzz · 发表于 2015-8-29 14:32:17

链接失效了，怎么办？

coolhzz · 发表于 2015-8-29 14:32:13

链接失效了，怎么办？

lh07188 · 发表于 2015-7-5 04:40:24

好帖。。顶。。

这网名还可以 · 发表于 2014-9-1 14:33:23

好历害！如果多一点功能就好了

zbr3550 · 发表于 2014-8-10 17:30:48

太赞了！

121341443 · 发表于 2014-6-22 00:33:31

本帖最后由 121341443 于 2014-6-22 00:34 编辑

B版：对算法进行部分优化，增加开机的油门保护，0油门停机，丢失信号降低油门，以及对自动平衡的调节量进行限制，避免出现失控。舵量增大1倍，控制更容易。同时增加超声波定高功能通过通道六控制，起飞时通道六旋钮旋至低电平端（越过中点就行），飞到合适高度，旋钮旋至高电平端，即可打开超声波定高。只支持一米以下的定高。（注意起落架不要挡住超声波，而且超声波离地距离不得小于3cm）需配合四轴适应版二代控固件。

B版试飞视频：油门控制还不熟练，所以起飞时连摔几下；不过后半部分及时打开超声波定高，效果还是不错的

萝丽集成四轴B版C程序.rar(8.42K)

萝丽集成四轴B版固件.rar(5.06K)

121341443 · 发表于 2014-6-22 00:35:03

C版预告：加入磁场传感器，优化旋转功能。提供额外的通道输出，使四轴可以携带工作载荷。同时二代控升级至C版，增加可调的油门线性，并兼容四轴的飞行及调试。

对模块化的思考
随着楼主出的教程越来越多，楼主不禁有了模块化的想法。如果按照之前的计划，那么一个教程就得重新制作一个东西。虽然一个芯片就集成所有功能的四轴飞控成本较低，但同时也限制死了它的作用，并不利于广泛使用。所以楼主决定以后的教程全部按模块化的思路进行拆分，比如集成四轴飞控拆分成三个模块：接收机模块、姿态解算模块、电调模块，这样做虽然把一个芯片分成了三个芯片来完成，成本变高，但应用上更灵活，比如接收机模块即可使用萝丽系列又可使用商品接收机，电调模块既可使用无刷系列又可使用有刷系列，同时姿态解算模块不仅可以做四轴飞控，还可以做单轴、双轴、固定翼飞控等，如此大家DIY出各个模块就可以随意组装，不再受限制，实际上是降低了时间和金钱成本。

小三 · 发表于 2014-6-22 06:53:17

珍爱生命，果断回帖。

一只牛 · 发表于 2014-6-22 06:54:46

顶LZ

zhangjunwu_ · 发表于 2014-6-22 07:42:27

哇~楼主辛苦了。好贴！！！学习了~

昊哥 · 发表于 2014-6-22 13:33:54

嘿嘿

yjt1987n · 发表于 2014-6-22 13:39:24

……

24k纯帅 · 发表于 2014-6-22 16:36:10

牛x

wzqq520 · 发表于 2014-6-22 21:33:01

高手啊·！！！！！！！！

Free-自由 · 发表于 2014-6-23 02:50:53

珍爱生命，果断回帖

fufang001 · 发表于 2014-6-23 07:40:16

:lol

xxx666 · 发表于 2014-6-23 13:29:02

顶你到天明

逍遥一派 · 发表于 2014-6-23 18:51:48

不错支持一个了

昊哥 · 发表于 2014-6-23 18:53:10

感谢楼主分享。

luckferry · 发表于 2014-6-23 23:54:46

站位支持

silver08 · 发表于 2014-6-23 23:55:24

沙发位出租，有意请联系电话：13838384381

debugwen · 发表于 2014-6-24 06:31:25

膜拜了

爵爷 · 发表于 2014-6-24 06:32:15

好厉害！！！！！！

甘愿寂寞等待 · 发表于 2014-6-24 11:44:42

顶你到天明

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