新編從航模入門到了解無人機

1、從航模入門到了解無人機V1.02012 年2 月怎樣把飛機飛起來？1.有哪幾種固定翼（航模與無人機）飛機？怎么確定空速針管的安裝位置？從舵面布局的角度出發(fā)，有三類固定翼飛機：常規(guī)布局（無舵面混控，帶有升降舵面、左副翼舵面和右副翼舵面，以及方向舵面）、飛翼布局（升降副翼混控，帶有兩個差動舵面）和V 尾布局（升降方向混控，帶有兩個差動舵面）。“舵面”和“混控”的概念參見下文。其中，無副翼布局（一是沒有舵面混控，也沒有副翼舵面；二是無混控且有副翼舵面，但閑置不用）也歸類為常規(guī)布局。飛翼布局可分為兩個子類：飛翼布局帶方向舵，飛翼布局不帶方向舵。V 尾布局也可分為兩個子類：V 尾布局帶副翼，V 尾布局不

2、帶副翼。從螺旋槳的安裝位置出發(fā)，還可以分為前拉式和背推式兩種飛機類型。上圖所示的常規(guī)布局機型，螺旋槳裝在機頭位置，那么它就是前拉式飛機，上圖所示的飛翼布局機型，螺旋槳裝在機尾位置，那么它就是背推式飛機。螺旋槳帶起的渦流，會影響空速（即飛機飛行時相對于空氣的速度）測量的精確性，而空速針管（空氣從此處進入機體內，并作用于飛行控制處理器上的空速傳感器）必須與飛機縱軸垂直，指向前方，所以對前拉式飛機而言，空速針管只能裝在機翼上。對背推式飛機，空速針管可以裝在機翼上，如下圖所示:2對背推式飛機，空速針管還可以裝在機頭，如下圖所示:空速測量的問題，以后再講，這里暫時略過。還有其他分類，如涵道和非涵道等，與

3、固定翼航拍這個主題關聯(lián)不大，不再贅述。2.什么是舵面？什么是混控？舵面有哪些使用規(guī)則？行業(yè)習慣：以機頭方向為準（即機頭為前）來區(qū)分前后左右。對常規(guī)布局機型，所謂舵面就是機翼后側和機尾后側可以自由轉動的部分。其中升降舵面是水平尾翼后側的可以上下轉動的部分，方向舵面是垂直尾翼后側的可以左右轉動的部分（垂尾在平尾上方，為上單翼飛機，垂尾在平尾下方，為下單翼飛機）；左副翼舵面就是左機翼后側的可以上下轉動的部分，右副翼舵面就是右機翼后側的可以上下轉動的部分，一般而言，左右副翼舵面遵守“同時等幅反向轉動”的使用規(guī)則，即：左副翼舵面以某個轉動角向上運動，同時右副翼舵面必須以同等大小的轉動角向下運動，左副翼舵

4、面以某個轉動角向下運動，同時右副翼舵面必須以同等大小的轉動角向上運動。對飛翼布局機型，可以把兩個差動舵面當一個升降舵面來用，遵守“同時等幅同向轉動”的使用規(guī)則，即兩個差動舵面同時以某個轉動角向上轉動或同時以某個轉動角向下轉動；也可以把兩個差動舵面當兩個副翼舵面來用，即左差動舵面相當于左副翼舵面而右差動舵面相當于右副翼舵面，此時依然遵守“同時等幅反向轉動”的使用規(guī)則。飛翼布局機型如果帶方向舵，使用規(guī)則與常規(guī)布局時相同。對V 尾布局機型，可以把兩個差動舵面當一個升降舵面來用，遵守“同時等幅同向轉動”的規(guī)則，即兩個差動舵面同時以某個轉動角向上轉動或同時以某個轉動角向下轉動；也可以把兩個差動舵面當一個

5、方向舵面來用，遵守“同時等幅同向轉動”的規(guī)則，即兩個差動舵面同時以某個轉動角向左轉動或同時以某個轉動角向右轉動。V 尾布局機型如果帶副翼，使用規(guī)則與常規(guī)布局時相同。3.什么是通道？RC 發(fā)射機的舵機通道有什么特點？3在航模中使用RC 發(fā)射機，來控制飛機各舵面的動作。其中，“RC（remote control）”，即“遙控”的英文縮寫。從用戶接口的角度出發(fā)，RC 發(fā)射機上比較重要的部件有舵機搖桿（Stick）、舵機微調(Trim)和開關(Switch)。舵機搖桿有兩個，一左一右，每個搖桿都能上下轉動和左右轉動。假設對常規(guī)布局機型，搖桿動作滿足以下使用規(guī)則：左搖桿上下轉動時，升降舵面上下轉動，左搖

6、桿左右轉動時，副翼舵面上下轉動，右搖桿上下轉動時，螺旋槳的轉動速度發(fā)生變化，右搖桿左右轉動時，方向舵面左右轉動。此時稱：“左搖桿上下轉動時，控制升降通道；左搖桿左右轉動時，控制副翼通道，右搖桿上下轉動時，控制油門通道，右搖桿左右轉動時，控制方向通道”。在這里可以這樣簡單理解“通道”的概念：一個通道對應一個(或一組)控制接口和一個（或一組）被控制設備，以及一個（或一組）控制功能，如，升降通道對應于升降搖桿（即上下轉動時的左搖桿）和升降舵面，以及升降舵面的轉動，即控制接口是升降搖桿，被控制對象是升降舵面（實際上是升降舵機，下文詳細展開），控制功能是使升降舵面發(fā)生轉動。同樣，一個兩段開關（有兩個可移

7、動位置，即撥上和撥下）可以對應于一個降落傘舵機通道。開關撥上為開傘，開關撥下為關傘。此時該通道只有有限個（兩個）控制狀態(tài)，稱之為開關通道。而在升降通道中，升降舵面可以轉過許多角度（如10.1 度，10.2 度，11 度，20 度等），實際可對應于無數(shù)個狀態(tài)，這樣的通道一般稱之為比例通道。RC 發(fā)射機上的每個旋鈕，也可以對應于一個比例通道。但在本文中，旋鈕用處不大，所以不作詳細展開。RC 發(fā)射機上有四個基本舵機通道：副翼通道、升降通道、油門通道和方向通道，行業(yè)習慣將之定義為：CH1=AIL，CH2=ELE，CH3=THR，CH4=RUD，其中，AIL 是aileron 縮寫，即副翼舵機，ELE

8、是elevator 的縮寫，即升降舵機，THR 是throttle 的縮寫，即油門，RUD 是rudder 的縮寫，即方向舵。CH 是channel 的縮寫，即通道。RC 發(fā)射機上的四個微調開關，與四個基本舵機通道相對應，用于調節(jié)每個通道的舵機中立位（在下文展開）。按照上面假設的搖桿動作使用規(guī)則，在上圖的上圖，即“RC 發(fā)射4機接口示意圖”中，從左到右，四個微調分別是：副翼微調（水平放置）、升降微調（垂直放置）、油門微調（垂直放置）和方向微調（水平放置）。注意到，關于搖桿的使用，有“美國手”、“日本手”等不同定義，即左搖桿左右運動時，可能對應方向通道而非副翼通道，也可能對應副翼通道而非方向通道

9、。具體情況因RC發(fā)射機廠家技術標準和用戶個人習慣的不同而不同，此處不做展開。為簡單起見，本文從頭到尾都遵從上面假設的搖桿使用規(guī)則，即：“左搖桿上下轉動時，控制升降通道；左搖桿左右轉動時，控制副翼通道，右搖桿上下轉動時，控制油門通道，右搖桿左右轉動時，控制方向通道”。關于搖桿動作和舵面運動的關系，有幾個必須遵守的行業(yè)習慣：（1）副翼搖桿往左打，左副翼舵面向上偏轉而右副翼舵面向下偏轉，副翼搖桿往右打，左副翼舵面向下偏轉而右副翼舵面向上偏轉。（2）升降搖桿往上打，即“推桿”，升降舵面向下偏轉，升降搖桿往下打，即“拉桿”，升降舵面向上偏轉。（3）油門搖桿往上打，螺旋槳轉速加快，油門搖桿往下打，螺旋槳轉

10、速減慢。（4）方向搖桿往左打，方向舵面向左偏轉，方向搖桿往右打，方向舵面向右偏轉。（5）舵面混控時，同時遵從前文所述的舵面使用規(guī)則和上面的四條行業(yè)習慣，即：當升降舵面用時，升降搖桿往上打，兩個差動舵面同時向下等幅偏轉，升降搖桿往下打，兩個差動舵面同時向上等幅偏轉；當方向舵面用時，方向搖桿往左打，兩個差動舵面同時向左等幅偏轉，方向搖桿往右打，兩個差動舵面同時向右等幅偏轉；當副翼舵面用時，兩個差動舵面同時反向等幅偏轉，即：副翼搖桿往左打，左差動舵面向上偏轉而右差動舵面向下偏轉，副翼搖桿往右打，左差動舵面向下偏轉而右差動舵面向上偏轉。根據(jù)舵機安裝位置的不同，以及RC 發(fā)射機設置的不同，有可能出現(xiàn)不符

11、合上述行業(yè)習慣的情況，此時必須進行一個很重要的操作，即舵面反向設置（下文展開）。4.假設開始時飛機水平直飛，所有舵面在中立位上，此時舵面運動與飛機運動有什么關系？如果讀者無法把上文的搖桿動作和舵面運動相關的行業(yè)習慣背下來，那么，這里再深入展開一個簡單的力學分析，解釋該行業(yè)習慣的來龍去脈，以幫助大家更好的理解其中的道理。所謂舵面中立位，一般是與機翼或機尾處于同一平面的位置，即舵面沒有發(fā)生偏轉。除油門搖桿（把搖桿推到某個位置，松開搖桿，搖桿保持原位不動而不會自動歸中）外，升降搖桿、副翼搖桿和方向搖桿，推到某個位置，松手后，它們都會自動歸中，即回到中間位置。平衡性能較好的飛機，放開搖桿后，一般都能水

12、平直飛，否則可以使用微調進行校正。5對上圖所示的上單翼常規(guī)布局機型：螺旋槳轉動，給飛機一個向前的動力，這樣，空氣相對于飛機，從機頭朝機尾運動，被機體阻隔后形成一股上層氣流和一股下層氣流。其中上層氣流對飛機施加向后、向下的作用力，下層氣流對飛機施加向后、向上的作用力。（1）升降搖桿往上打，升降舵面向下偏轉，此時下層氣流起主導作用，對飛機產生向上、向后的作用力，機尾就會繞機體重心向上轉動，而機頭則相應地繞機體重心向下轉動。（2）升降搖桿往下打，升降舵面向上偏轉，此時上層氣流起主導作用，對飛機產生向下、向后的作用力，機尾就會繞機體重心向下轉動，而機頭則相應地繞機體重心向上轉動。（3）方向搖桿往左打，

13、方向舵面向左偏轉，此時上層氣流起主導作用，對飛機產生向右、向后的作用力，機尾就會繞機體重心向右轉動，而機頭則相應地繞機體重心向左轉動。（4）方向搖桿往右打，方向舵面向右偏轉，此時上層氣流起主導作用，對飛機產生向右、向后的作用力，機尾就會繞機體重心向左轉動，而機頭則相應繞機體重心向右轉動。（5）副翼搖桿往左打，左副翼舵面向上偏轉而右副翼舵面向下偏轉，上層氣流對左副翼舵面施加向下、向后的作用力，而下層氣流對右副翼舵面施加向上、向后的作用力，于是左機翼繞機體重心向下轉動同時右機翼繞機體重心向上轉動。（6）副翼搖桿往右打，左副翼舵面向下偏轉而右副翼舵面向上偏轉，下層氣流對左副翼舵面施加向上、向后的作用

14、力，而上層氣流對右副翼舵面施加向下、向后的作用力，于是左機翼繞機體重心向上轉動同時右機翼繞機體重心向下轉動。結合上下文，簡單敘述為：“升降搖桿推桿，機頭下沉，升降搖桿拉桿，機頭上抬；方向搖桿往左，機頭左轉，方向搖桿往右，機頭右轉；副翼搖桿往左，左機翼下沉，副翼搖桿往右，右機翼下沉；油門搖桿往上，螺旋槳轉快，油門搖桿往下，螺旋槳轉慢?！边@是每個航模玩家實際手動操作時必須知道的操作規(guī)則?；蛘叻Q之為更為簡明實用的“行業(yè)習慣”。習慣上把通過RC 發(fā)射機控制飛機的方式稱之為手動模式（Manual Mode）。強烈建議讀者自行分析，把手動模式下，搖桿動作、舵面運動和機體運動三者之間的相互關系理解透徹，并能

15、在不看任何相關資料的前提下隨時復述出來。5.在爬高、轉彎、壓線等典型情況下，搖桿、舵面與飛機運動三者之間有哪些相互關系？在理解一般情況（搖桿動作比較小，飛機基本處于水平直飛狀態(tài)）下?lián)u桿、舵面與飛機運動三者之間的相互關系后，還要對典型情況下的位置控制（即如何精確控制飛機從一處飛到另一處）進行簡單分析，為后面深入研究固定翼航拍的自動控制原理打下基礎。主要分為：油門控制、高度控制、轉彎控制和航線控制四個部分。實際操作中，按飛手的個人習慣，細節(jié)會有所不同。這里只按理想狀態(tài)（即近乎自動控制時的效果）下的情況展開敘述。為了簡單起見，依然以常規(guī)布局機型為例展開敘述。（1）油門控制假設機頭上抬，或下沉角度不大

16、，螺旋槳的轉動必定會產生向上的作用分力。此時油門搖桿向下打，螺旋槳轉速變慢，向前運動的速度變小，向上的作用分力就會明顯變小，而相對空氣的作用力也明顯變小，根據(jù)牛頓力學第三定律，空氣對飛機的作用力也明顯變小，于是重力起到的作用就會顯著增大，飛機掉高度乃至“自由”墜落的可能性就會增大。典型的情況是，飛機機頭抬得太高，甚至接近于垂直向上，此時空氣對其產生的作用力中，向下的分量占主要部分，如果螺旋槳轉速太慢，無法提供足夠的向上的作用分力，飛機就會在空氣向下作用力分量和重力的聯(lián)合作用下，失速墜落。一般而言，在飛機的正常飛行中，油門不能太低，機頭也不能長時間維持太大的向上俯仰角（那樣消耗的油量或電能太大）

17、。（2）高度控制飛機要從低處飛往高處，首先要對升降搖桿進行拉桿操作，使機頭上抬，但不要抬太高，然后適當加點油門，使螺旋槳轉快點，增加一些向上的動力?？梢砸贿吪郎贿厹p小機頭6的上抬幅度，即把升降搖桿往上打一點，同時減小油門，即把油門搖桿往下打一點。這樣，飛機到達目標高度后，就能很快變成水平直飛的狀態(tài)。飛機要從高處飛往低處，首先要對升降搖桿進行推桿操作，使機頭下沉，但不要沉太多，然后適當減點油門，使螺旋槳轉慢點，減小一些向下的動力?？梢砸贿吀_，一邊減小機頭的下沉幅度，即把升降搖桿往下打一點，同時增加油門，即把油門搖桿往上打一點。這樣，飛機到達目標高度后，就能很快變成水平直飛的狀態(tài)。（3）轉彎

18、控制使用副翼舵面還是方向舵面來轉彎？首先注意到，既可以使用副翼舵面來轉彎，也可以使用方向舵面來轉彎。為簡單起見，一般只使用副翼舵面來轉彎，或只使用方向舵面來轉彎。如果飛機帶有較大的機翼上反角，則使用方向舵面來轉彎，那么轉彎時，飛機受到的向外側滑的作用力較大，轉彎半徑就會變大，此時空氣作用力、螺旋槳動力和重力的合力為飛機提供圓周運動所需的向心力。由于向下的作用分力較小，飛機不容易掉高度。如果飛機沒有機翼上反角或上反角較小，則使用副翼來轉彎，那么，轉彎時，飛機受到的向內側滑的作用力較大，轉彎半徑就會變小，此時空氣作用力、螺旋槳動力和重力的合力為飛機提供圓周運動所需的向心力。由于向下的作用分力較大，

19、飛機容易掉高度，所以需要對升降搖桿進行拉桿操作，使機頭上抬，適當補償一些高度。中間的受力情況比較復雜，這里不再展開敘述。只要知道，機翼上反角較大，使用方向舵面來轉彎，機翼上反角較小，使用副翼舵面來轉彎就好了。另：如果沒有副翼舵面，或沒有能當副翼來用的差動舵面，就只能使用方向舵面來轉彎；而如果沒有方向舵面，也沒有能當方向舵面來用的差動舵面，就只能使用副翼舵面來轉彎。具體轉彎操作過程第一步，先給出一個坡度，即如果左轉彎，就使左機翼下沉，如果右轉彎，就使右機翼下沉。一般而言，要轉過的彎角越大，給出的坡度越大（但不能太大，以免飛機翻轉）。第二步，調整油門和轉彎舵面，形成使飛機做圓周運動所需的向心力，如

20、果轉彎半徑較大，適當增大油門，如果轉彎半徑較小，適當減小油門。逐漸減小坡度（轉彎舵面回到中立位，甚至與初始位置反向，之后再回到中立位）。當飛機再次水平直飛時，彎角剛好轉完。（4）航線控制如何切入目標航線？所謂航線，一般指一段近乎等高直線的飛行路線。理論分析中，可以把飛機的實際飛行路線，分解成許多段小航線。定義飛機到目標航線的垂直距離為側偏距。側偏距較大時，如目測超過30 米，可以使機頭以近乎垂直于航線的角度直飛過去，等到比較接近（如目測側偏距小于30 米）時，再改變機頭的朝向，使機頭與航線的夾角從90 度變到0 度，在這個改變過程中，側偏距繼續(xù)變小，而夾角變小的過程與之有一定的對應關系。如果操

21、作得比較好，那么，當機頭與航線的夾角變成零時，側偏距也等于零，即飛機剛好切入航線。7如何壓住目標航線？飛機到達航線之后，就要維持水平直飛的狀態(tài)?？催@一部分內容時，也要進行相關力學分析，搖桿動作與機頭機翼運動趨勢的相互關系規(guī)則與前文相同，不過搖桿的操作目的不是為了促成某種運動趨勢，而是為了阻止該種運動趨勢（但實際又促成了與之相反的運動趨勢）。參考前文規(guī)則：“升降搖桿推桿，機頭下沉，升降搖桿拉桿，機頭上抬；方向搖桿往左，機頭左轉，方向搖桿往右，機頭右轉；副翼搖桿往左，左機翼下沉，副翼搖桿往右，右機翼下沉；油門搖桿往上，螺旋槳轉快，油門搖桿往下，螺旋槳轉慢?！卑凑找柚鼓撤N運動趨勢（即促成其相反運動

22、趨勢）的思路，重新敘述搖桿動作與阻止機頭機翼運動趨勢的相互關系規(guī)則。例如，要阻止機頭下沉，就是使機頭上抬，就要對升降搖桿進行拉桿操作。又如，要阻止左機翼下沉（聯(lián)動關系，此時右機翼上抬），就是要使左機翼上抬（聯(lián)動關系，此時右機翼下沉），就要對副翼搖桿進行往右打的操作。即新規(guī)則如下：“要阻止機頭下沉，就使升降搖桿拉桿（往下打），要阻止機頭上抬，就使升降搖桿推桿（往上打）；要阻止機頭左轉，就使方向搖桿往右打，要阻止機頭右轉，就使方向搖桿往左打；要阻止左機翼下沉，就使副翼搖桿往右打，要阻止右機翼下沉，就使副翼搖桿往左打；要阻止飛機加速，就使油門搖桿往下打，要阻止飛機減速，就使油門搖桿往上打。“為了壓住

23、目標航線，操作辦法分解敘述如下：第一步：使副翼舵面盡量維持在中立位置，這樣，機翼就不會偏離水平位置太多。當左機翼有下沉趨勢時，要阻止這一運動趨勢，就是要使右機翼下沉，于是往右打副翼搖桿；當右機翼有下沉趨勢時，要阻止這一運動趨勢，就是要使左機翼下沉，于是就往左打副翼搖桿。行業(yè)習慣上，把機翼下沉的角度定義為橫滾角，數(shù)量為左正右負，即左機翼下沉時，橫滾角為正，右機翼下沉時，橫滾角為負。理論上講，橫滾角的范圍是-180 度到+180 度，即：左機翼持續(xù)逆時針滾轉，從水平位置（橫滾角為0 度）直至到達右機翼原先的位置（橫滾角為+180 度），在這個變化過程中，橫滾角從0 度逐漸增加大+180 度，其中左

24、機翼垂直向下時為+90 度。而右機翼持續(xù)順時針滾轉，從水平位置（橫滾角為0 度）直至到達左機翼原先的位置（滾轉角為-180 度），在這個變化過程中，橫滾角從0 度逐漸減小為-180 度，其中右機翼垂直向下時為-90 度。第二步：使升降舵面盡量維持在中立位置，這樣，機頭就不會偏離水平位置太多。當機頭有下沉趨勢時，要阻止這一運動趨勢，就是要使機頭上抬，于是就往下打升降搖桿；當機頭有上抬趨勢時，要阻止這一運動趨勢，就是要使機頭下沉，于是就向上打升降搖桿。行業(yè)習慣上，把機頭上抬或下沉的角度定義為俯仰角，大小為上正下負，即機頭上抬時，俯仰角為正，機頭下沉時，俯仰角為負。理論上講，俯仰角的范圍是-90 度

25、到+90 度：即機頭持續(xù)上抬，從水平位置（俯仰角為0 度）直至機頭垂直向上（俯仰角為+90 度），在這個變化過程中，俯仰角從0 度逐漸增加到+90 度。機頭持續(xù)下沉，從水平位置（俯仰角為0 度）直至機頭垂直向下（俯仰角為-90 度），在這個變化過程中，俯仰角從0 度逐漸減小到-90 度。第三步：使機頭前進方向和航線方向基本一致，也就是，需要控制方向舵面，使之盡量維持在中立位置。當機頭有左轉趨勢時，為了阻止這一運動趨勢，就是要使機頭右轉，于是往右打方向搖桿；當機頭有右轉趨勢，為了阻止這一運動趨勢，就是要使機頭左轉，于是往左打方向搖桿。8行業(yè)習慣上，把機頭在水平面上左轉或右轉的角度定義為航向角，大

26、小從0 度（正北方向）順時針增加到360 度（再次回到正北方向），其中正東方向為90 度，正南方向為180度，正西方向為270 度。6.什么是PWM 信號？PWM 信號與舵面運動有什么關系？（1）RC 發(fā)射機與RC 接收機的關系前面講過，航模中使用RC 發(fā)射機來遙控飛機，一個搖桿對應于飛機上的一個舵面（副翼舵面為兩個子舵面；存在舵面混控時，兩個差動舵面可能等效于一個正常舵面）。事實上，在RC 發(fā)射機與舵面的通信鏈路之間，還有RC 接收機和舵機的參與。在RC 發(fā)射機上，每個通道產生一組PWM 信號，再按照某種協(xié)議打包（調制、加密等），行成一個無線電波信號包，從RC 發(fā)射機的發(fā)射天線上發(fā)送出去。這

27、里，發(fā)射天線相當于一個人的嘴巴，無線電波信號包相當于某種語言（如英語或漢語）里的一句話。RC 接收機的接收天線相當于另一個人的耳朵，它接收到無線電波信號包之后，就會進行解讀（解調、解密等），還原出每個通道所對應的PWM 信號。這里，不去展開敘述如何對PWM 信號打包和解讀的內容，如需深究，請自信查閱相關技術資料。RC 接收機至少有一根電源線和一根地線，然后還有一些PWM 信號線（為簡單起見，這里認為一根PWM 信號線對應一個舵機通道）。解讀出來的PWM 信號按照對應關系，傳到相關舵機上，驅動該舵機的正常工作。PWM 信號上只有兩種電壓值：一個高電平（電壓較高，如5V）和一個低電平（電壓較低，如

28、0V），這兩個電平的具體電壓值可能會因設備和廠家技術標準的不同而不同。為簡單起見，這里就假設高電平為5V，低電平為0V。高電平和低電平交替出現(xiàn)，低電平固定持續(xù)時間為2ms，高電平持續(xù)時間在1ms 與2ms之間，每一對高低電平相當于一個具體的舵機命令（對低電平計數(shù)，當新的低電平到來時，就知道來了新的命令，而相鄰高電平的脈寬就是命令內容）。（2）PWM 信號與舵面運動的關系這里具體展開PWM 信號與舵面運動的關系。每個舵機（Servo）都有一根三芯的數(shù)據(jù)線（電源、地和信號），其中信號口可以直接9連到RC 接收機的對應PWM 信號線上，這樣，每個通道的PWM 控制信號都能傳到相應的舵機上。為了美觀，

29、這些舵機一般都深埋在機體內部。舵機上有一個搖臂（Arm），可以順時針旋轉（CW）或逆時針旋轉(CCW)。從舵機搖臂上引出一根連桿（如不容易彎曲或折斷的鐵絲），另一端固定到舵面的舵角上，由于聯(lián)動關系，舵機搖臂轉動時，舵面也可以跟著轉動了。調整連桿的長度，以及搖臂和舵角的孔位，就能改變舵面的最大轉動角度。為簡單起見，這里假設舵面水平放置，完全水平時舵面轉動角為0 度，舵面最多能向上轉過45 度（對應+45 度轉動角），最多能向下轉過45 度（對應-45 度轉動角）。這樣，可以在PWM 信號的脈寬（即高電平的持續(xù)時間）與舵面轉動角之間建立一種映射關系（即量化的對應關系）。為簡單起見，這里以FUTBA

30、 的RC 發(fā)射機的技術標準為準。把各個通道的行程（End Point）設置到-100 到+100 之間，這樣每個通道上產生的PWM 信號的脈寬就會落在1ms 到2ms 之間。于是，+45 度舵面對應1ms 脈寬，-45 度舵面對應2ms 脈寬。而0 度舵面對應1.5ms 脈寬（即所謂的舵機中立位，如有必要，可以使用微調來改變這個數(shù)值）。其余角度和脈寬在各自有效范圍內一一對應，整體上呈現(xiàn)對稱分布態(tài)勢。然后，還可以把這個映射關系關聯(lián)到搖桿上（現(xiàn)在假設舵面水平放置，那么，可以對應到升降搖桿上）。升降搖桿打到最上端，升降舵面轉動角為-45 度，升降搖桿打到最下端，升降舵面轉動角為+45 度。這樣，在視

31、野范圍內，可以目測飛機的姿態(tài)（即橫滾角和俯仰角）和航向角，并通過RC 發(fā)射機搖桿改變舵面轉動角，從而改變飛機的受力情況，進而改變飛機的飛行狀態(tài)。順帶提到，一般而言，一個升降舵面（或一個方向舵面，或一個差動舵面）都只對應于一個舵機，但對副翼舵面，情況稍微有點復雜。有些飛機上可能使用一個舵機來對應左副翼舵面，而用另一個舵機來對應右副翼舵面，而有些飛機上，只使用同一個舵機來同時對應左右副翼舵面（此時需把兩個舵面連桿精確關聯(lián)到同一個副翼舵機的不同搖臂位置上，使左右副翼舵面能嚴格遵從“同時反向等幅轉動”的使用規(guī)則）。當然，無論副翼舵機是一個還是兩個，都相當于用同一路PWM 信號來控制兩個舵機，10只是對

32、其中一個舵機，信號做了“取反”操作。（3）PWM 信號與電調、降落傘舵機的關系PWM 信號、電調與電機對電調，從網絡上搜查到以下文字：“電調全稱電子調速器，英文electronic speed controller ,簡稱ESC。針對電機不同，可分為有刷電子調速器和無刷電子調速器。它根據(jù)控制信號調節(jié)電動機的轉速?！皩τ谒鼈兊倪B接，一般情況下是這樣的：“1、電調的輸入線與電池連接；“2、電調的輸出線（有刷兩根、無刷三根）與電機連接；“3、電調的信號線與接收機連接。另外，電調一般有電源輸出功能，即在信號線的正負極之間，有5V 左右的電壓輸出，通過信號線為接收機供電，接收機再為舵機等控制設備供電。電

33、調的輸出為三四個舵機供電是沒問題的。因此，電動的飛機，一般都不需要單獨為接收機供電，除非舵機很多或對接收機電源有很高的要求?！绷恚罕疚闹杏行﹫D片或文字也源于網絡，因為不是專門的學術論文，所以可以偷下懶，不一一列舉信息來源了。只在這里對那些信息的作者和編者表示感謝（還有一些歉意）?；氐街黝}，解說PWM 信號與電調的關系。首先，電機有一個KV 值的問題，即每1V 電壓對應多少轉/分鐘的轉速，如，某電機的KV 值為2500KV，那么，輸入10V 電壓給電機，它就會每分鐘鐘轉2500*10 轉。接著，把PWM 信號的脈寬對應到電調對電機的輸出電壓上，如1ms 脈寬對應0V 電壓，2ms 脈寬對應5V

34、電壓，這樣，脈寬與電壓之間就能建立一種映射關系。把這個關系關聯(lián)到RC 發(fā)射機的油門搖桿上，把油門打到最低端，電調輸出0V 電壓到電機，電機不轉，所以裝在電機上的螺旋槳也不轉；把油門打到最高端，電調輸出5V 電壓到電機，電機轉速最大，螺旋槳的轉速也最大。從0 轉到最大轉速，不同的轉速值可以對應到RC 發(fā)射機油門搖桿的相應位置。這樣，就能通過油門搖桿精確控制螺旋槳的轉速，改變飛機的前進動力。注意到，電調只能用在電動飛機（即以電池為動力來源的飛機）上，而不能用于油動飛機（即以汽油為動力來源的飛機）。油動飛機使用油門舵機來控制給油量，從而改變螺旋槳的轉速。為簡單起見，本文基本只對電動飛機進行講解。如要

35、深入了解油動飛機的知識，請自行查閱相關資料。同時，關于電調和電機，還有許多其他技術要點，這里不再一一敘述。PWM 信號與降落傘舵機降落傘通過幾根繩子與機體緊密連接，折疊好后放在機體底部的某個艙室內。平時艙室被開傘舵機的擺臂擋住而無法打開，飛行過程中，向降落傘舵機輸出開傘信號后，舵機擺臂移開，艙室門打開，降落傘就會向下脫落。輸出開傘信號之前，先向電調輸出停轉信號，馬達立即停住，飛機就會失速墜落，從而拖動降落傘迎風張開。如果開傘高度合適，降落傘受到的空氣浮力就會抵消掉大部分的機體重力，使飛機能緩緩著陸。11前面已經講過，降落傘通道是一個開關通道。開傘時對應一個特定脈寬（如1ms），關傘時對應另一個

36、特定脈寬（如2ms）。在這個通道上，RC 發(fā)射機一般不會再產生其他脈寬的PWM 信號。當然，這個特定脈寬會隨RC 發(fā)射機設置的不同而不同。PWM 信號與其他舵機或執(zhí)行機構的關系PWM 信號是航模無人機中最常見的信號類型。PWM 對其他舵機，具體工作原理如前所述，就是輸出某個脈寬的PWM 信號到舵機上，使舵機搖臂轉過一定角度，然后拉動某個設備上的某個部件向某個方向運動。經過某些設計過程后，可以通過PWM 信號實現(xiàn)各種各樣的操作目的，如，“按下”和“放開”相機快門按鈕，使相機拍一張照片，又如，打開裝谷物種子的裝置，向下拋灑種子。7.飛機的起飛和降落前面已經非常詳細地敘述了利用RC 發(fā)射機來控制飛機

37、在天上飛行的過程。下面最后再簡單講講航模飛機的起飛和降落過程。上圖展示了利用平整的跑道滑跑起飛和滑跑降落的全過程。這也是載人固定翼飛機最常用的起降方式?？傮w而言，航模和無人機中，飛機一般有三種起飛方式，手拋、彈射和滑跑。（1）如果飛機不是很重，可以純手拋起飛：12把飛機平平（機頭稍稍向上）扔出后，對RC 發(fā)射機的升降通道進行拉桿操作，使飛機迅速爬高?？梢砸蝗耸謷?，另一人拉桿；也可以同一個人操作：先手拋，再拉桿。（2）手拋+彈射：上圖是零度公司自制的雨燕III 無人機的自動起飛過程。需要一人手拋，一人拉桿。在野外作業(yè)時，在地面上打好樁，系上橡皮繩，用鉤子勾到飛機上，抱著飛機拉開一段距離后，把飛機

38、向上拋出，橡皮繩的彈力就會給飛機一個向上向前的動力，當飛機飛到樁前時，鉤子帶著橡皮繩自動脫落。然后手動拉桿，或切入自動模式使飛行控制器自行拉桿。（3）飛機特別重時，只能彈射起飛：13總體而言，有兩種降落方式：傘降和滑降（1）傘降：零度公司自制的雨燕III 無人機一般采用開傘方式來降落。（2）滑降：如果有很好的跑道，飛機還帶有起落架（即帶三個滾輪），可以滾輪滑降。其他情況下只能采用腹觸式滑降（圖暫略）。即飛機腹部與地面摩擦，直至完全不動。_第二講：航模平衡儀如何維持飛機的水平飛行狀態(tài)？為簡單起見，主要講解常規(guī)布局的電動飛機的情況。1.視野范圍內的手動控制還在視野范圍內時，用戶可以通過肉眼判斷飛機

39、的大致飛行狀態(tài)（航向、姿態(tài)、位置和速度），同時通過RC 發(fā)射機來進行實時控制。此時只有RC 發(fā)射機的手動模式控制。以電動飛機為例，此時的常見機載設備連接關系如圖所示：動力電池（5V 以上，一般6 至12V）的正極連到電調的電源輸入口，負極連到電調的地線口。在航模無人機中，很多設備連接線都是三芯線（電源、地和信號）。根據(jù)電子產品的行業(yè)習慣，電源線一般為紅色，地線一般為黑色，信號線為白色或者其他非紅非黑的顏色。在航模中，RC 發(fā)射機至少三通（三個通道：副翼、升降和油門）以上。RC 接收機與RC發(fā)射機必須相互匹配，一般工作頻率（可以通過“對頻”操作來校正）和通道數(shù)都必須相同。三通RC 發(fā)射機可以用在

40、飛翼機型上。對常規(guī)布局，一般是四通以上，即在三通的基礎上至少增加一個方向通道。上圖所示的RC 接收機為五通設備，即CH1=AIL，CH2=ELE，CH3=THR，CH4=RUD，CH5 為空閑通道。圖中所示BAT 接口即“Battery（即電池）”接口。1在RC 接收機接口面板內部，所有舵機的電源線已內部連通，相關地線也已內部連通，即只要給其中一個舵機通道供電，就能給RC 接收機和其他舵機通道供電，此時RC 接收機的BAT 口可以懸空不用。但因為各通道的信號內容互不相同，所以信號線各自獨立。2.FPV：視野范圍外的手動控制飛機飛遠后，無法通過肉眼直接觀察，就只能通過無線通信手段，下載遙測數(shù)據(jù)并

41、顯示在地面監(jiān)視器（如小電視機）。最簡單的方式就是利用OSD 模塊，把遙測數(shù)據(jù)疊加到圖像數(shù)據(jù)上，再利用圖傳數(shù)據(jù)鏈路傳回地面。用戶就能通過觀察遙測數(shù)據(jù)知道飛機的實時飛行狀態(tài)，然后利用RC 發(fā)射機實時控制飛機。但這對用戶的遙控技術和精神狀態(tài)有較高要求。其中“OSD”為“On Screen Display”的英文縮寫，意思是“視頻疊加顯示”，即把文字、數(shù)字和簡單圖形等疊加到視頻圖像上。最簡單的視野外的手動控制系統(tǒng)，其實也是最簡單的FPV 系統(tǒng)。“FPV”是“First PersonView”的英文縮寫，意思是“第一人稱視角飛行”，是一種最近幾年才興起的航模娛樂方式。FPV 以回傳地面的視頻和疊加數(shù)據(jù)來

42、獲取第一視角飛行數(shù)據(jù)（姿態(tài)和位置等），并通過RC 發(fā)射機實時控制飛機的飛行，以取得一種身臨其境的飛行駕駛員的感覺。2上圖為最簡單的FPV 系統(tǒng)的機載設備的硬件接線圖。左邊部分是實時飛行控制系統(tǒng)，與視野范圍內的機載系統(tǒng)沒有什么區(qū)別，右邊部分是新增的視頻傳輸系統(tǒng)：以OSD 模塊為中心，從GPS 模塊獲取位置信息，從攝像頭模塊獲取視頻信息，從圖傳電池（一般為12V）獲取電源，然后把位置信息變成文字、數(shù)字和簡單圖形，疊加到視頻圖像上，再轉到圖傳（即圖像傳輸）發(fā)射機，以無線電波的形式回傳地面。到此為止，航模無人機上的無線信號通信鏈路，除了單向的RC 鏈路（RC 發(fā)射機-RC接收機）之外，又增加了一個單向

43、的圖傳鏈路。注意到：(1)每個無線通信鏈路都有一個發(fā)射機（帶發(fā)射天線）和一個接收機（帶接收天線）。(2)每套傳輸設備都有固定的工作頻率?？梢赃@樣來簡單理解頻率的概念：一秒鐘拍兩次手，拍手頻率就是2HZ；一秒鐘內，同一個無線電信號波形（如一個正弦圖形）重復出現(xiàn)1000 次，則信號頻率就是1000HZ。更深入的“載波”、“調制”等概念請自行查閱相關資料。(3)頻率選擇：只有一套無線傳輸設備時，可以不用過多考慮信號頻率的問題，但同時有兩種無線信號平行傳輸時，就有一些講究了。這里主要從同頻干擾的角度出發(fā)來考慮問題。現(xiàn)在常用的圖傳頻率有1.2-1.3G 和2.4G 兩種，那么：RC 發(fā)射機為72M 時即

44、可以選擇1.2-1.3G 的圖傳設備，也可以選擇2.4G 的圖傳設備。RC 發(fā)射機為2.4G 時只能選擇1.2-1.3G 的圖傳設備。3平衡儀模塊的引進為了減輕用戶的負擔，可以在飛機上增加一個平衡儀模塊，插入到RC 接收機與舵機之間，即RC 發(fā)射機發(fā)出的PMW 信號先經平衡儀中轉才能到達舵機，而不再是直通狀態(tài)。由此產生了兩種模式：手動模式和增穩(wěn)模式（對應于RC 發(fā)射機的一個兩段開關）。在手動模式下，平衡儀幾乎原封不動地中轉RC 發(fā)射機信號，當然，對飛翼機型（副翼升降混控）和V 尾機型（升降方向混控），還得進行必要的混控處理。在增穩(wěn)模式下，平衡儀會在RC 發(fā)射機信號上疊加一個增穩(wěn)信號，再傳給舵機

45、。增穩(wěn)信3號的任務是盡量保持飛機的水平飛行狀態(tài)，當飛機偏離水平位置時，阻礙它的運動趨勢。增穩(wěn)有兩個維度。當機頭抬起或下沉時，對俯仰通道進行增穩(wěn)，當機翼滾轉時，對橫滾通道進行增穩(wěn)。當機頭和機翼同時偏離水平位置時，就同時在橫滾和俯仰通道上進行增穩(wěn)。參見上圖，以FY20(2010 年5 月版)為例，簡單講解航模平衡儀的基本內容。（1）先講供電關系如上圖所示，對于同一個信號通道，RC 接收機與FY20A 之間通過配線相連，也就是，對應的電源口和地口是聯(lián)通的，即，對電動飛機而言，只要RC 接收機這頭一上電，F(xiàn)Y20A就能從RC 接收機這里取電，而不必再用電池對其進行供電。只要其中一個通道能取電，其他通道

46、上的電源口和地口都可以懸空不接，而只接相應的信號線。類似的，舵機也可以通過配線從FY20A 取電。對油動飛機而言，RC 接收機使用一個電池，F(xiàn)Y20A 和舵機盡量使用另一個電池。因為舵機通道上的快速操作，會產生劇烈的電流變化（并導致相應的電壓變化），從而影響到油門舵機的正常工作（電壓變化太快容易空中熄火并導致炸機）。此時一般要對舵機獨立供電。FY20A、RC 接收機和舵機的正常工作電壓都是5V 左右（4-6V）。（2）對舵機通道CH1-CH4，F(xiàn)Y20A 的接線面板分為信號輸入和信號輸出兩個部分。對油門通道，F(xiàn)Y20A 不提供任何接口，所以，油門通道是“直通”的，油門信號直接從RC 接收機的油

47、門輸出口傳到油門舵機（對油動飛機）或電調（對電動飛機）。如果是常規(guī)布局的機型，對AIL/ELE/RUD 通道，每個通道按“RC 接收機-FY20A-舵機”的連接順序依次接好即可。如果是無副翼布局（一是無舵面混控，本身又不帶副翼；二是無舵面混控，有副翼而閑置不用），把方向通道懸空不接即可。（3）對CH5，只存在“RC 接收機-FY20A”的連接關系。一般使用RC 發(fā)射機上的一個空閑通道（如一個三段開關）來對應FY20A 的三種工作模式（手動模式，增穩(wěn)模式和3D 模式），其中3D 模式對航拍意義不大，在此省略不提，即，可以只用一個兩段開關來切換手動和增穩(wěn)兩種主要工作模式。這里的增穩(wěn)模式，其實就是航

48、模無人機里最簡單的自動控制模式。在第一講中，在手動模式下，為了使飛機壓住航線水平直飛，需要遵從這樣的操作規(guī)則：“要阻止機頭下沉，就使升降搖桿拉桿（往下打），要阻止機頭上抬，就使升降搖桿推桿（往上打）；要阻止機頭左轉，就使方向搖桿往右打，要阻止機頭右轉，就使方向搖桿往左打；要阻止左機翼下沉，就使副翼搖桿往右打，要阻止右機翼下沉，就使副翼搖桿往左打；要阻止飛機加速，就使油門搖桿往下打，要阻止飛機減速，就使油門搖桿往上打?！霸谶@里，上述操作規(guī)則改由平衡儀在增穩(wěn)模式下來自動執(zhí)行，只是對于FY20A，油門上的規(guī)則無效，因為FY20A 上的油門只能手動控制。同時，在方向通道上，F(xiàn)Y20A 的阻尼作用并不強

49、烈，如遇到大風，把機頭吹偏到別的航向角上，F(xiàn)Y20A 不會努力使之回到原來位置，而是聽之任之，即，吹到哪個航向上，就留在哪個航向上。嚴格來講，F(xiàn)Y20A 沒有航向增穩(wěn)的功能，而只能“試圖穩(wěn)定航向”。即，在FY20A 中，在增穩(wěn)模式下，新的壓線規(guī)則如下：當機頭下沉時，F(xiàn)Y20A 會模擬升降搖桿拉桿動作，向升降舵機輸出使機頭上抬的PWM增穩(wěn)信號，只要機頭沒有回到水平位置，增穩(wěn)信號就不為零；當機頭上抬時，F(xiàn)Y20A 會模擬升降搖桿推桿動作，向升降舵機輸出使機頭下沉的PWM 增穩(wěn)信號，只要機頭沒有回到水平位置，增穩(wěn)信號就不為零。當左機翼下沉時，F(xiàn)Y20A 會模擬副翼搖桿往右打的動作，向副翼舵機輸出使右

50、機翼下4沉的PWM 增穩(wěn)信號，只要機翼沒有回到水平位置，增穩(wěn)信號就不為零；當右機翼下沉時，F(xiàn)Y20A 會模擬副翼搖桿往左打的動作，向副翼舵機輸出使左機翼下沉的PWM 增穩(wěn)信號，只要機翼沒有回到水平位置，增穩(wěn)信號就不為零。4.什么是慣性姿態(tài)測量？慣性姿態(tài)測量與航模平衡儀的增穩(wěn)控制有什么關系？1）慣性器件5通常所說的慣性器件就是基于MEMS（微電子機械系統(tǒng)）技術的陀螺和加速度計。陀螺測量物體沿某一軸轉動的角速率，加速度計測量物體的重力加速度分量。2）姿態(tài)和航向把角速度積分后可以得到物體轉動的角度，在三個維度上分別積分，就能得到物體在3D 空間中的轉動角(航向角、橫滾角和俯仰角)。在上一講中，已經給

51、出了非常精確的定義。把重力加速度按飛機機體坐標系（x 軸指向機頭方向，y 軸指向右機翼，z 軸向下）進行分解，這樣根據(jù)重力加速度在各個方向上的分量之間的關系，就能算出飛機的傾斜角（橫滾和俯仰），也就能得到所謂的“姿態(tài)”。此時如果要算航向角，還得加三軸磁強計，利用姿態(tài)角和磁場強度在三軸方向上的分量之間的關系進行計算。如何利用慣性器件來計算姿態(tài)和航向的具體方法，請自行查閱相關技術資料。3）慣性姿態(tài)測量單用陀螺和加速度計都能算出飛機的姿態(tài)，但陀螺對溫度敏感，容易產生零點漂移，精度高的陀螺都很貴，便宜的陀螺幾乎不能單獨使用（一分鐘溫漂十幾度），而加速度計對震動敏感，飛機在顛簸、加減速或轉彎的時候，加速

52、度計就不能正常工作（因為“超重”或“失重”，此時測得的重力加速度分量不夠準確）。假設角加速度恒定為k，計算角度的積分公式實際就是：=t，其中t 為時間。如果陀螺沒有零點漂移，如上圖左邊部分所示，從零時刻算起，到t1 時刻轉過的角度值實際就是過零點的斜線（斜率為k）與橫軸所包圍的紅色圖形面積。如果陀螺有零點漂移（為簡單起見，假設為常值漂移0），則計算角度的積分公式變?yōu)?(+ 0)t=t+0t, t 為時間。如上圖右邊部分所示，算得的角度值中有一個隨時間增長而不斷增長的部分，即0t。如果不把這部分數(shù)值消除掉，陀螺積分算得的角度值就肯定不夠精確。一般的做法是：利用卡曼濾波數(shù)據(jù)融合算法，把陀螺數(shù)值和加

53、速度計數(shù)值取長補短地結合起來，就能得到精確的姿態(tài)數(shù)值。打個比方，陀螺算出來的姿態(tài)角相當于考試成績，而加速度計算出來的姿態(tài)角相當于平時成績，單看考試成績或平時成績，都不能準確評價學生的實際水平，那么按照一定比例關系（如平時成績占總六成，考試成績占四成）來綜合評價，無疑是更為合理的方案。如果能引入無漂移的GPS 數(shù)據(jù)和氣壓計數(shù)據(jù)，姿態(tài)解算的精度將會提高幾個檔次。再打個比方，多參考幾個評分老師的意見，無疑能得到更為客觀準確的綜合評價。4）保障和提高慣性姿態(tài)測量的精度提高慣性姿態(tài)測量精度的最簡單的辦法，就是使用高精度的器件，但在實際應用中因成本太高而并不常用。然后就是通過軟件算法，比如對采集來的原始數(shù)

54、據(jù)進行復雜濾波，來提高計算精度。最后才是從源頭上消除器件本身的使用限制。針對加速度計震動敏感的情況，必須做減震處理（官方提供了標配的減震架）和減震檢測。FY20A 中，有一個震動指示燈，用來檢測飛機的減震情況。把飛機靜置地面，切入手6動模式，然后逐步改變RC 發(fā)射機的油門搖桿位置（如最高、中上、中間、中下和最低），并在各個位置單獨停留一段時間（如20 秒），再去觀察指示燈的情況（如要深究，請自行查閱FY20的官方說明書）。只要不符合要求，就必須重新減震。針對陀螺溫度敏感的情況，F(xiàn)Y20A 中提供“陀螺初始化”的解決方案。具體做法是，接好初始化跳線，把飛機靜置地面不動，然后采集一段時間內的陀螺讀

55、數(shù)，因為飛機沒有轉動，所以每個陀螺的讀數(shù)都在基準值的位置附近，把采集到的陀螺讀數(shù)取個平均值，就是新的陀螺基準值了。5）姿態(tài)控制、增穩(wěn)控制與舵面控制在第一講中，已經講述了如何使用PWM 信號精確控制舵面轉動的原理，那么現(xiàn)在，通過慣性姿態(tài)測量，又能精確知道機頭上抬或下沉的角度，以及機翼上抬或下沉的角度，就能知道還要讓舵面往哪個方向持續(xù)變化，才能使機頭和機翼到達目標姿態(tài)。即可以把姿態(tài)控制轉化為舵面控制來執(zhí)行。當目標姿態(tài)為水平位置（橫滾為零，俯仰也為零）時，就是平衡儀在增穩(wěn)模式下的增穩(wěn)控制了。6）初始姿態(tài)安裝誤差的問題FY20A 是以自身的水平線為控制基準，如果沒有初始姿態(tài)安裝誤差，F(xiàn)Y20A 與飛機

56、處于同一條水平線上，那么，把FY20A 從非水平狀態(tài)修正回水平狀態(tài)，則飛機也能恢復水平。77）FY20A 中的PID 參數(shù)調整8上圖為FY20A 平衡儀的頂視圖。右邊的三個旋鈕就是用來調整PID 參數(shù)的接口（FY20A實際使用PD 控制。P 值和D 值同向增大。具體的PID 控制方法，參見下文相關內容。）每個旋鈕對應一個舵機通道，這旋鈕既可以控制方向也可以改變控制量的大小。旋鈕在中間時控制量最小，左右兩邊分別逐漸增大，并且控制方向相反。具體調整辦法：第一步，調整FY-20A 上的三個靈敏度旋鈕在中間位置，如下圖所示。然后將所有的旋鈕往一個方向旋轉(順時針或者逆時針都可以)。第二步：把飛機放在一

57、個水平面上，副翼和升降舵面都是水平的，方向舵在中間位置。把控制FY-20A 工作模式的三段開關切到增穩(wěn)模式。第三步：按增穩(wěn)時機體運動和舵面反應的關系規(guī)則，使機頭抬頭、下沉，使機翼抬起、下沉，使機頭左轉右轉，依次判斷升降舵面、副翼舵面和方向舵面的反應是否正常（即能否阻止飛機的運動趨勢，使之保持在水平直飛的狀態(tài)）。如果某個通道的舵面反應方向不正確，而把旋鈕轉到另一個方向上。直至三個通道上的舵面反應都是正確的。第四步：在手動模式下把飛機飛上天，然后切入增穩(wěn)模式，觀察飛機各通道的增穩(wěn)情況。如果沒有增穩(wěn)效果（即飛機偏離水平位置時，不會自動修正回去），那么增大該通道的感度（把對應旋鈕往變大的方向調）。而如

58、果飛機在該通道上反復震蕩，說明感度太大，則把對應旋鈕往變小的方向調。7）在增穩(wěn)模式下，手動控制量和增穩(wěn)控制量之間有什么關系？兩個控制量有一定的相互獨立性。手動控制量由RC 發(fā)射機的手動控制產生，而增穩(wěn)控制量則跟飛機的傾斜角度（以及對應舵面感度）有關。兩者作用方向相反，作用效果直接相加后輸出到對應舵機。例如，當前飛機機頭向下偏離水平位置10 度，平衡儀就產生使飛機向上回轉10 度的控制量，如果手動控制產生使飛機準備向下傾斜30 度的控制量，那么最后作用在升降舵的就是準備向下傾斜20 度的控制量。這就是操作人員感覺在增穩(wěn)模式下，操縱靈敏度降低的原因。傾角較小時手動控制量大于平衡控制量，此時控制權在

59、手動控制量上，飛機會往手動控制的方向傾斜，平衡控制量起到的就是微調的作用，不使操作動作太大而造成失控。手動控制量繼續(xù)加大，到了一定角度，手動控制量和平衡控制量相等，飛機進入平衡狀態(tài)。手動控制量再加大，但此時平衡控制量大于手動控制量，把握了主動權，從而飛機回轉水平狀態(tài)的趨勢大于傾角繼續(xù)增加的趨勢，傾斜角度無法再增大。但如果手動控制量不突然減少得太厲害，飛機也不會越過平衡點回到水平狀態(tài)。只要手動控制量還在，飛機就維持在一個平衡點上。手動控制量逐漸減少，平衡控制量會主動把飛機控向水平方向，但很快又進入下一個平衡點。手動控制量如果完全消失，那么平衡控制量的終極目的就是把飛機控回水平狀態(tài)。隨9著傾斜角度

60、的減少，平衡控制量會越變越小，直至為零。5.平衡儀中的PID 控制（假設方向通道上也有嚴格的增穩(wěn)功能）（1）PID 控制的作用一般而言，在固定翼中，把姿態(tài)變化、舵面轉動和PWM 舵機信號關聯(lián)起來時，就需要討論一個PID 算法的問題。假設現(xiàn)在機頭向上抬起10，想要使之變?yōu)橄蛏咸?0，那么，怎樣減少中間的20偏差，就是飛行控制器接下來的控制任務了。前面知道，飛行控制器向升降舵機輸出PWM 信號，升降舵機的搖臂就會轉動，從而拉動升降舵面上下轉動，進而改變飛機的受力情況（姿態(tài)隨之改變）。每時每刻自駕都能知道機頭的抬起角度，每時每刻都知道現(xiàn)在還要繼續(xù)抬起多大的角度，才能最終使機頭抬到30。飛行控制器要