無人機組裝與調(diào)試課件：無人機調(diào)試基礎

無人機組裝與調(diào)試無人機調(diào)試基礎4.1無人機的調(diào)試步驟電動多旋翼無人機調(diào)試內(nèi)容:主要是軟件部分的調(diào)試。包括飛行控制器調(diào)試、遙控器和接收機調(diào)試、動力系統(tǒng)調(diào)試等。其中，飛行控制器調(diào)試包括飛控固件的燒寫、各種傳感器校準和飛行控制器相關(guān)參數(shù)的設置等；遙控器和接收機調(diào)試包括對碼操作、遙控模式設置、通道配置、接收機模式選擇、模型選擇和機型選擇、舵機行程量設置、中立微調(diào)和微調(diào)步階量設置、舵機相位設置，舵量顯示操作、教練功能設置和可編混控設置等；動力系統(tǒng)調(diào)試主要是電調(diào)調(diào)參等內(nèi)容。4.1無人機的調(diào)試步驟（1）無槳調(diào)試為了降低在調(diào)試時產(chǎn)生的危險，應先將不需要安裝槳葉就能調(diào)試的內(nèi)容調(diào)試完，再進行必須安裝槳葉才能完成的調(diào)試內(nèi)容。無槳調(diào)試主要包括以下內(nèi)容：（1）連接所有電路，接通電源，進行首次通電測試，檢查飛行控制器、電調(diào)、電動機、舵機、接收機、數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸和攝像頭等設備是否正常通電，檢查有無出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象。（2）檢查遙控器，進行對頻及相關(guān)設置，確認遙控器發(fā)出的各個通道信號能準確地被接收機接收到并能傳送給飛控。（3）將飛控連接到計算機，用調(diào)試軟件（地面站）對飛控進行調(diào)試，如燒寫固件、設置接收機模式、遙控器校準、電調(diào)校準、加速度計校準、陀螺儀校準、設置飛行保護措施、設置飛行模式、通道設置和解鎖方式等。（4）接通電源，推動油門檢查電動機的轉(zhuǎn)向是否正確，如果不正確，則通過調(diào)換電動機任意兩根電源線來更換轉(zhuǎn)向。確認以上內(nèi)容都調(diào)試完畢并能通過遙控器解鎖無人機，操作遙控器各個通道，觀察無人機是否有相應的反應。固定翼無人機還可通過人為改變飛機姿態(tài)的方式查看舵面變化情況，如果不正確，則應檢查舵機型號及安裝是否相反。此時即完成了無人機的無槳調(diào)試。4.1無人機的調(diào)試步驟（2）有槳調(diào)試無人機的首次飛行往往會出現(xiàn)各種意外。有槳調(diào)試時，無人機上已經(jīng)裝好螺旋槳，并會產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，為確保操作人員和設備的安全，在飛行前要進行以下一系列的檢查。4.1無人機的調(diào)試步驟1．多旋翼1）根據(jù)電動機轉(zhuǎn)向正確安裝螺旋槳。2）限制無人機。將無人機放在安全防護網(wǎng)內(nèi)試飛，或通過捆綁的方式限制無人機。無人機第一次試飛可能會出現(xiàn)各種意外情況，通過防護網(wǎng)或捆綁可以有效保護人員和設備的安全。3）飛行測試：通過飛行狀態(tài)檢驗無人機是否正常。①先打開遙控器電源，再接通無人機電源，根據(jù)之前調(diào)試所設定的解鎖方式進行解鎖，解鎖后油門保持最低、能使螺旋槳旋轉(zhuǎn)的位置。②起飛檢查。在推動油門時不要觸摸其他搖桿。當無人機開始離地時，觀察無人機的飛行趨勢，然后操控遙控器以相反的方向使無人機能平穩(wěn)地飛起來。如果一起飛就大幅度偏航或翻倒，立刻將油門拉到最低，將無人機上鎖，再關(guān)掉無人機電源檢查問題所在。通常是線路問題或遙控器通道反相問題。③基本功能檢查。當無人機飛起來后，依次緩慢操作其他搖桿（副翼、偏航、升降和飛行模式等），觀察遙控器各通道正反相是否正確、各通道是否對應無人機的動作，檢驗飛行模式是否正確并能正常切換。④飛行性能檢查。檢查起飛和降落是否平穩(wěn)、四個基本動作（前進、左右、上下、旋轉(zhuǎn)）角度是否正常、動作是否平穩(wěn)、動作是否有振動、搖桿回中后無人機回中的響應情況是否及時。此類問題大部分通過地面站調(diào)試和PID參數(shù)調(diào)試解決。各種飛控地面站不相同，調(diào)試方法也不相同，但基本思路一致。4.1無人機的調(diào)試步驟2．固定翼固定翼的飛行速度相對較快，測試時既不能像旋翼機一樣被限制在特定的安全區(qū)域內(nèi)，也沒有條件效仿有人機的方式，搭建風洞實驗室模擬飛行器周圍氣體的流動情況。因此，為了確保安全，在固定翼的有槳調(diào)試時一定要注意飛機機械結(jié)構(gòu)、電路與控制系統(tǒng)、任務載荷與彈射系統(tǒng)三個方面的檢查。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（1）飛行控制器與調(diào)試軟件國外以開源飛行控制器為主，常見的有：APM、PIX、MWC、MicroCopter、Pixhawk、OpenPilot、rossbowMNAV+Stargate、PX4、Paparazzi、MWC、AutoQuad、KK、Paparazzi等。閉源的有Piccolo、MK、Unav3500、ProcerusKestrel、MicroPilot等。國內(nèi)的飛控以閉源居多，所謂的商品飛控指的是閉源飛控。國內(nèi)目前有：大疆科技、零度智控、億航科技等規(guī)模較大的飛控研發(fā)公司，主流型號有：AP101、NP100、WKM、A3、A2、PILOTUP（包括UP-PF、UP30、UP40、UP50、UPX）、IFLY40、QQ、FF、EAGLEN6等。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（2）PID調(diào)參一、什么是PIDPID控制是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路控制算法。由比例單元P（Proportional）、積分單元I（Integral）和微分單元D（Derivative）組成。PID控制的基礎是比例控制；積分控制可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能會增加超調(diào)；微分控制可以加快大慣性系統(tǒng)響應速度以及減弱超調(diào)趨勢。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（2）PID調(diào)參二、PID調(diào)試步驟口訣：參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查先是比例后積分，最后再把微分加曲線振蕩很頻繁，比例度盤要調(diào)大曲線漂浮繞大彎，比例度盤往小調(diào)曲線偏離回復慢，積分時間往下降曲線波動周期長，積分時間再加長曲線振蕩頻率快，先把微分降下來動差大來波動慢，微分時間應加長理想曲線兩個波，前高后低4:1一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低?？偨Y(jié)如下：1）P產(chǎn)生響應速度，P過小響應慢，過大會產(chǎn)生振蕩，P是I和D的基礎。2）I消除偏差、提高精度（在有系統(tǒng)誤差和外力作用時），同時增加了響應速度。3）D抑制過沖和振蕩，同時減慢了響應速度。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（2）PID調(diào)參三、自動調(diào)參自動調(diào)參是讓飛控系統(tǒng)自動配置PID參數(shù)。下面以APM自動調(diào)參的功能為例介紹自動調(diào)參方法。1）PID自動調(diào)參需用一個通道7或通道8的2段開關(guān)，先檢查下通道7或通道8是否正常。打開遙控器開關(guān)，進入基礎菜單，選擇“輔助通道”命令，這里選擇的是某2段開關(guān)作為通道7開關(guān)。2）接好APM的USB線，打開MissionPlanner軟件，單擊CONNCET。3）選擇主菜單“初始設”→“必要硬件”→“遙控器校準”命令。撥動通道7開關(guān)，查看Radio7的最高值是否大于1800。如果不足，則要檢查遙控器的通道開關(guān)是否設置錯誤或單擊“校準遙控”按鈕，重新把所有通道校正一遍。測試時候要記住通道7開關(guān)設置到哪里是最大值，這里是把二段開關(guān)放到最下面的時候是最大值，如圖4-2所示。4）選擇主菜單“配置/調(diào)試”→“擴展調(diào)參”命令，把通道7選項改為AutoTune，再單擊“寫入?yún)?shù)”按鈕，如圖4-3所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（2）PID調(diào)參5）自動調(diào)參前的準備工作。①確定飛行器飛行是正常的，是在一臺穩(wěn)定的飛行器上自動調(diào)參。②APM的飛行模式要有一個是定高模式，即保證在定高狀態(tài)下飛行是正常的，能保持基本的穩(wěn)定。③打開自動調(diào)參的日志，以方便調(diào)參后對結(jié)果進行檢查。選擇主菜單“配置/調(diào)試”的“標準參數(shù)”命令，搜索“Logbitmask”，一定要選中“IMU”復選框，再單擊“寫入?yún)?shù)”按鈕，如圖4-4所示。④飛行器的懸臂剛性要好，不易發(fā)生變形，太軟的懸臂自動調(diào)參失敗概率較大。⑤自動調(diào)參需要5～7min，自動調(diào)參時電池要充滿電，滿足10min左右的飛行時間。⑥記住自動調(diào)參前的數(shù)值，如自穩(wěn)Roll中P、自穩(wěn)Pitch中P、Roll速率和Pitch速率的PID，方便調(diào)參后對比，如圖4-5所示。⑦找一個開闊的地方進行自動調(diào)參，為了讓數(shù)據(jù)更加真實，最好選擇有微風的天氣，風太大會吹著飛行器跑。⑧自動調(diào)參前，再次檢查螺旋槳、電動機、電池等所有設備是否安裝穩(wěn)固，跟調(diào)參無關(guān)的數(shù)傳、LED燈等不要開啟。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（2）PID調(diào)參6）開始自動調(diào)參。①把自動調(diào)參的第7通道開關(guān)置在低位上，切換到自穩(wěn)飛行模式，按正常步驟對APM解鎖，加油門起飛后，在5～10m的高度切換到定高飛行模式。②把自動調(diào)參的第7通道開關(guān)置在高位上，開始APM自動調(diào)參。飛行器會向左右前后方向搖擺。如果飛機飄得太遠，可以用遙控器控制桿讓它飛近點；回來時飛行器采用最初設置的PID參數(shù)，松開遙控器控制桿，自動調(diào)參會繼續(xù)進行。如果中途要終止自動調(diào)參，將通道7開關(guān)置到低位。③整個自動調(diào)參過程需要5～7min，待飛行器穩(wěn)定下來不再左右搖擺時，表示自動調(diào)參完成。拉低遙控器油門桿讓飛行器降落后，立即對APM進行上鎖（油門桿最低方向最左位置），自動調(diào)參后的數(shù)據(jù)就自動保存。如果不想保存這次的自動調(diào)參數(shù)據(jù)，將通道7開關(guān)置到最低位再立即上鎖。④保存自動調(diào)參數(shù)據(jù)后，把通道7開關(guān)置到最低位，解鎖后用自穩(wěn)飛行模式起飛，查看調(diào)整后的效果。⑤對比自動調(diào)參后的數(shù)據(jù)，如圖4-6所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（2）PID調(diào)參7）選擇主菜單“配置/調(diào)試”→“擴展調(diào)參”命令，把通道7選項改為DoNothing，再單擊“寫入?yún)?shù)”按鈕。8）自動調(diào)參的建議。①選擇自動調(diào)參的場地要夠大，在自動調(diào)參時飛行器飛遠了拉回來后，就自動終止了調(diào)參。②自動調(diào)參時，如果發(fā)生炸機，要立即把自動調(diào)參開關(guān)打到低位，否則即便將油門拉到最低，電動機還在轉(zhuǎn)動。③如果把自動調(diào)參開關(guān)打到高位后，飛行器沒反應，則可以將其打到低位后再打一次高位。④要選擇人少時進行，自動調(diào)參有一定的失控風險。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試PixHawk是著名飛控廠商3DR推出的新一代獨立、開源、高效的飛行控制器，如圖4-7所示，它不僅提供了豐富的外設模塊和可靠的飛行體驗，還可在其基礎上進行二次開發(fā)。因其具有通用性，本節(jié)以PixHawk為例講解飛控和地面站安裝調(diào)試過程。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試一、PixHawk飛控配置1．硬件配置處理器1）主處理器為32位處理器（主頻為168MHz）。2）備用處理器為獨立供電32位故障保護處理器。主要傳感器1）雙3軸加速計。2）磁力計（確認外部影響和羅盤指向）。3）雙陀螺儀（測量旋轉(zhuǎn)速度）。4）氣壓計（測高）。5）內(nèi)置羅盤。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試2．接口定義PixHawk接口定義如圖4-8～圖4-10所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試二、基本飛行概念1．機頭指向和方向以固定翼無人機與四軸飛行器為例，圖4-11所示為無人機的載體坐標系。載體重心是坐標原點，載體前進方向為x軸正向，載體水平姿態(tài)時垂直向下為z軸正向，載體飛行方向指向右為y軸正向（x，y和z軸滿足右手定則）。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試2．多軸飛行器的飛行姿態(tài)角1）Roll（橫滾角）：以飛行前進方向為軸的左右角度變化，如圖4-13a所示。2）Pitch（傾斜角）：以飛行前進方向為軸的高低角度變化（抬頭、低頭），如圖4-13b所示。3）Yaw（航向角）：飛行器機頭指向角度的改變，如圖4-13c所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試三、安裝飛控驅(qū)動與地面站軟件安裝Pixhawk驅(qū)動程序：右擊“計算機”圖標，在彈出的對話框中選擇“設備管理器”選項，單擊“端口”列表，出現(xiàn)PX4FMV（COM9）端口，如圖4-14所示。安裝地面站軟件（MissionPlanner，MP）本機安裝版本為v1.3.37。地圖加載方法：選擇“飛行計劃”命令，在主界面右側(cè)的地圖下拉列表框中選擇“必應混合地圖”選項。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試四、連接飛控與地面站軟件拔掉飛控上所有設備，只留蜂鳴器。使用USB線連接飛控和計算機的USB接口。進入飛行數(shù)據(jù)頁面，在右上角串口號選擇列表中的PX4FMU串口號，本機是COM9，波特率為115200。注意不要單擊右側(cè)的“自動連接”按鈕，如圖4-15所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試五、升級飛控固件選擇“初始設置”中的“安裝固件”命令，如圖4-16所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試1．直接安裝選擇飛機種類，下載最新固件，彈出是否繼續(xù)的對話框，單擊“是”按鈕，等待安裝完成，會出現(xiàn)短暫的音樂聲，如圖4-17所示。聲音停止后單擊“確定”按鈕。此時如果是第一次刷AC3.2固件，則會提示需要進行羅盤重新校準。進入“飛行數(shù)據(jù)”頁面，右上角選擇PX4所在的COM端口（本機為COM9）和115200（波特率），單擊右上角“連接”按鈕即可連上飛控，獲取飛控數(shù)據(jù)。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試2．安裝下載的固件通過單擊地面站安裝固件頁面中的“下載固件”按鈕，打開官方下載服務器，如圖4-18所示。選擇固件Firmware中的APMCopter（多旋翼和傳統(tǒng)直升機固件），如圖4-19所示。其中，固件版本的含義如下：PX4對應飛控，heli表示直升機，hexa表示6軸，octa表示8軸，octa-quad表示4個機壁，上下兩層供8臺發(fā)動機的8軸，quad表示4軸，tri表示3軸。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試單擊PX4-quad/選項進入下載頁面（圖4-20）：選擇v2.px4版本，右擊，將鏈接另存到本機。如果要加載自定義固件，在地面站進入“初始設置”頁面，選擇“加載自定義固件”命令彈出對話框，選擇剛下載的固件文件，單擊“確定”按鈕即可。地面站切換到“飛行數(shù)據(jù)”頁面，設置好端口與波特率后，單擊右上角“連接”按鈕即可看到飛控數(shù)據(jù)（高度、角度等）傳回地面站并顯示出來。此時，主LED燈黃燈閃爍，LED燈紅藍閃爍表示自檢。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試六、校準將GPS的兩路輸出（6pin和4pin）接上飛控對應的GPS口（6pin）和I2C口（4pin羅盤），準備校準。打開地面站，USB連接飛控，設置COM端口號和波特率，單擊“連接”按鈕，連接成功后進入“初始設置”頁面，選擇“必要硬件”命令，可以看到“機架設置”“加速度計校準”“羅盤”“遙控器校準”“飛行模式”“失控保護”選項，下面將逐一校準上述選項。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試1．機架設置選擇“X”型，默認設置不動，如圖4-21所示。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試2．加速度計校準單擊“必要硬件”命令中的“加速度計校準”選項，進入校準界面，按提示放置飛控，每一步完成后單擊綠色的ClickWhenDone按鈕。提示如下：1）Placevehiclelevelandpressanykey：水平放置，然后單擊按鈕。2）PlacevehicleonitsLEFTsideandpressanykey：以箭頭所指方向的左側(cè)（無USB接口的一側(cè)）為底，立起來放置，然后單擊按鈕。3）PlacevehicleonitsRIGHTsideandpressanykey：以箭頭所指方向的右側(cè)（有USB接口的一側(cè)）為底，立起來放置，然后單擊按鈕。4）PlacevehiclenoseDOWNandpressanykey：以箭頭所指方向指向地面，立起來放置，然后單擊按鈕。5）PlacevehiclenoseUPandpressanykey：以箭頭所指方向指向天空，立起來放置，然后單擊按鈕。6）校準成功后提示完成。如果安裝最新地面站后界面為中文，按提示完成校準操作即可，如圖4-22所示。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試3．羅盤（指南針）校準用捆扎帶或皮筋將GPS天線與飛控固定好，如圖4-23所示，確保二者正表面上箭頭方向指向一致。注意一定要固定好，在后續(xù)的旋轉(zhuǎn)過程中二者不能發(fā)生偏移。羅盤校準一般在裝機前后各進行一次。安裝時GPS和飛控無特殊位置關(guān)系，美觀方便即可。單擊“必要硬件”中的“指南針（Compass）”選項，進行手動校準，指南針1和2使用默認設置，如圖4-24所示。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試單擊“現(xiàn)場校準”按鈕，彈出對話框提示：將飛控繞所有軸做圓周運動，單擊OK按鈕。用手拿著飛控和GPS固聯(lián)體做各個方向的圓周旋轉(zhuǎn)，讓飛控采集修正數(shù)據(jù)，此時地面站顯示如圖4-25所示。不斷旋轉(zhuǎn)飛控指向，數(shù)據(jù)采集自動結(jié)束后彈出偏移量提示，因為GPS中有指南針，飛控中也有指南針，因此彈出兩個偏移量提示，如圖4-26所示，單擊OK按鈕即可。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試4．遙控器校準GPS校準后，斷電后按照規(guī)范（飛控正面放置時引腳從上至下依次為：?、+、信號）的連接方法接上R7008SB接收機，連接飛控RC端口（本文使用FutabaT14SG標配接收機）進行遙控器校準，如圖4-27所示。需要注意的是，接收機若接錯，飛控有燒毀的可能性。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試4．遙控器校準*方向校準打開遙控器，打開地面站，連接飛控，進入“遙控器校準”頁面，如圖4-28所示。需要注意的是，遙控器左右搖桿控制四個柱面，只有升降舵為反向。1）油門：推到頂/降到底——正向為正確。2）方向：左搖桿打到最左/左搖桿打到最右——正向為正確。3）橫滾：右搖桿打到最左側(cè)/右搖桿打到最右側(cè)——正向為正確。4）升降：右搖桿推到頂/右搖桿打到底——反向為正確。如果方向不正確，則需要在遙控器設置中將該通道設置為反向。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試*行程校準

所有搖桿均在1094～1934值之間變化，滿足要求。單擊“校準”按鈕，將遙控器左右搖桿重復打到最值，即左右搖桿在最大值上不停轉(zhuǎn)圈，得到校準數(shù)據(jù)，如圖4-29所示。操作完成后，彈出完成提示對話框，單擊OK按鈕后將彈出校準數(shù)據(jù)，如圖4-30所示。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試5．飛行模式與故障保護飛行模式設置非常重要。因為使用的飛控不一樣會有不同的設置步驟，請參閱產(chǎn)品說明書。PixHawk有六個飛行模式可選，因此在飛控上選擇一個2檔開關(guān)和一個3檔開關(guān)進行關(guān)聯(lián)設置，組合得到六個不同檔位，當2檔開關(guān)處于第1檔位時，3檔開關(guān)的1/2/3檔，分別對應模式1/3/5；當2檔開關(guān)處于第2檔位時，3檔開關(guān)的1/2/3檔，分別對應模式2/4/6。根據(jù)自己需要設置飛行模式，以下是與NAZAMv2飛控的控制模式的類比：1）PixHawk定點模式Loiter=NAZAGPS姿態(tài)模式（GPS定高、定點）用于飛行。2）PixHawk定高模式AltHold=NAZA姿態(tài)模式（高度穩(wěn)定，位置不定，有風險）。3）PixHawk自穩(wěn)模式Stabilize：用于起飛和降落。圖4-31所示為初步設置的六個不同的模式，其中模式6建議要設置為RTL，即“返航”模式。六、校準4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試七、連接3DR數(shù)傳1．安裝USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動安裝串口轉(zhuǎn)USB的驅(qū)動程序CP210x_VCP_windows.exe（自行下載或使用購買店家提供的）。驅(qū)動裝好后，將天線接上數(shù)傳，使用任意一臺數(shù)傳，用MicroUSB接上數(shù)傳和計算機，在設備管理器中如圖4-32所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試七、連接3DR數(shù)傳2．連接數(shù)傳與地面站◆連接一臺數(shù)傳保持數(shù)傳與計算機的連接，打開地面站。如果只想對數(shù)傳參數(shù)進行操作、修改，此時不要單擊右上角的“連接”按鈕。選擇“初始設置”→“可選硬件”→“3DR數(shù)傳”命令，如圖4-33所示。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試七、連接3DR數(shù)傳設置端口號與波特率，端口為5.1中識別的USB轉(zhuǎn)串口的端口（本機為COM3），波特率為57600，如圖4-34所示。單擊“加載設置”按鈕，地面站連接飛控，獲取設置參數(shù)，如圖4-35所示。需要注意的是，此時由于計算機只加載了一個數(shù)傳，如果修改參數(shù)則另外一臺（遠端）參數(shù)將不會被修改，因此修改后兩臺數(shù)傳會連不上。也就是說，當只連接一臺數(shù)傳時，不要修改參數(shù)，以免出現(xiàn)問題。4.2無人機飛行控制器調(diào)試（3）PixHawk飛行控制器和MissionPlanner地面站安裝調(diào)試七、連接3DR數(shù)傳連接兩臺數(shù)傳如果需要修改數(shù)傳參數(shù)，必須同時連接兩臺數(shù)傳，修改完一臺的參數(shù)，通過“復制所選項至遠端”按鈕將修改的參數(shù)復制到另一臺數(shù)傳，否則會出錯。使用另一根MicroUSB線將另一臺數(shù)傳連接上計算機，如圖4-36所示。連接好后，再次單擊“加載設置”按鈕，等待連接后遠程數(shù)傳的參數(shù)出現(xiàn)，且與本地數(shù)傳參數(shù)一致。如果要改本地參數(shù)，修改后單擊“保存設置”按鈕，一定要單擊“復制所選項至遠端”按鈕（圖4-37），將兩臺數(shù)傳參數(shù)同步一致，如圖4-37所示。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（1）遙控器的選擇不同品牌的遙控器功能上大體相似，在選擇遙控器時，一般考慮使用的頻率，受搖桿電位器壽命限制，使用率不高的情況下一般建議中檔遙控器，如天地飛（圖4-38）、樂迪、富斯；長期使用可以選擇高檔遙控器，如美國地平線（Spektrum）DX9、FUTABA（圖4-39）等。無人機遙控器四個通道對應的控制量分別為：1）A：副翼（Aileron）。2）E：升降（Elevator）。3）T：油門通道（Throttle）。4）R：方向舵（Rudder）。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（1）遙控器的選擇在選擇無人機遙控器的時候，要特別注意美國手與日本手的區(qū)別，如圖4-40所示。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（2）頻段的選擇遙控器使用的頻段通常為2.4GHz，我國工業(yè)和信息化部在2015年3月發(fā)出通知，規(guī)劃840.5～845MHz、1430～1444MHz和2408～2440MHz頻段用于無人駕駛航空器系統(tǒng)。1）840.5～845MHz頻段可用于無人駕駛航空器系統(tǒng)的上行遙控鏈路。其中，841～845MHz也可采用時分方式用于無人駕駛航空器系統(tǒng)的上行遙控和下行遙測鏈路。2）1430～1444MHz頻段可用于無人駕駛航空器系統(tǒng)下行遙測與信息傳輸鏈路，其中，1430～1438MHz頻段用于警用無人駕駛航空器和直升機視頻傳輸，其他無人駕駛航空器使用1438～1444MHz頻段。3）2408～2440MHz頻段可作為無人駕駛航空器系統(tǒng)上行遙控、下行遙測與信息傳輸鏈路的備份頻段。相關(guān)無線電臺站在該頻段工作時不得對其他合法無線電業(yè)務造成影響，也不能尋求無線電干擾保護。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（3）接收機模式的選擇PWM、PPM、S.BUS、DSM2接收機模式的選擇是每個無人機從業(yè)者都曾遇到的問題。這里簡單對比解釋一下。PWM、PPM（又稱CPPM）、S.BUS、DSM2都是接收機與其他設備通信的協(xié)議。注意這里不要和遙控器和接收機之間的協(xié)議混淆。遙控器和接收機之間會采用某種協(xié)議來互相溝通，這些協(xié)議往往各個廠牌各自有一套且互不兼容。但接收機輸出的信號是有通行標準的，這里討論的就是接收機輸出的信號。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（3）接收機模式的選擇1．PWMPWM是PulseWidthModulation的縮寫，意思是脈寬調(diào)制，在航模中主要用于舵機的控制。這是一種古老而通用的工業(yè)信號，是最常見的控制信號。該信號主要原理是通過周期性跳變的高低電平組成方波，來進行連續(xù)數(shù)據(jù)的輸出，如圖4-41所示。而航模常用的PWM信號，其實只使用了它的一部分功能，就是只用到高電平的寬度來進行信號的通信，而固定了周期，并且忽略了占空比參數(shù)。PWM的優(yōu)點很明顯。由于傳輸過程全部使用滿電壓傳輸，非0即1，很像數(shù)字信號，所以其擁有了數(shù)字信號的抗干擾能力。脈寬的調(diào)節(jié)是連續(xù)的，使得它能夠傳輸模擬信號。PWM信號的發(fā)生和采集都非常簡單，現(xiàn)在的數(shù)字電路則使用計數(shù)的方法產(chǎn)生和采集PWM信號。信號值與電壓無關(guān)，這在電壓不恒定的條件下非常有用，如電池電壓會隨消耗而降低，AC/DC都會存在紋波等，這些因素不會干擾信號的傳輸。WM因為處理簡單，在航模圈至今仍然廣泛用以驅(qū)動舵機和固定翼無人機的電調(diào)等。其相對于PPM等協(xié)議最大的不同在于，它的每條物理連線里只傳輸1路信號。換句話說，需要傳輸幾個通道，就需要幾組物理連線。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（3）接收機模式的選擇2．PPM（CPPM）PPM的全稱是PulsePositionModulation。因為PWM每路只能傳輸一路信號，在分別直接驅(qū)動不同設備的時候（如固定翼無人機，每路各自驅(qū)動不同的舵機和電調(diào)）沒有問題，但在一些場合，我們并不需要直接驅(qū)動設備，而是需要先集中獲取接收機的多個通道的值，再做其他用途時，如將兩個遙控器之間連接起來的教練模式，要將接收機的信號傳輸給飛控時，每個通道一組物理連線的方式就顯得非常煩瑣和沒有必要。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（3）接收機模式的選擇3．S.BUS（S-BUS/SBUS）S.BUS全稱是SerialBus。S.BUS是一個串行通信協(xié)議，最早由日本廠商FUTABA引入，隨后FrSky的很多接收機也開始支持，S.BUS是全數(shù)字化接口總線，數(shù)字化是指該協(xié)議使用現(xiàn)有數(shù)字通信接口作為通信的硬件協(xié)議，使用專用的軟件協(xié)議，這使得該設備非常適合在單片機系統(tǒng)中使用，也就是適合與飛控連接?？偩€是指它可以連接多個設備，這些設備通過一個Hub與這個總線相連，得到各自的控制信息。S.BUS使用RS232C串口的硬件協(xié)議作為自己的硬件運行基礎，使用TTL電平，即3.3V；使用負邏輯，即低電平為“1”，高電平為“0”。波特率為100000（100k）。注意：不兼容波特率115200。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（3）接收機模式的選擇4．DSM2（DSMX）DSM是DigitalSpreadSpectrumModulation的縮寫。DMS協(xié)議一共有三代：DSM、DSM2、DSMX。國內(nèi)最常見的是DSM2，JR的遙控器和Spectrum的遙控器都支持。該協(xié)議也是一種串行協(xié)議，但是比S.BUS更加通用，使用標準串口定義，所以市面上兼容接收機更加便宜，兼容的設備也更多。5．選用方法1）如果配置的是不加飛控的固定翼，那么就選擇PWM。2）如果需要配置無線教練機或無線模擬器，那么一個支持PPM輸出的接收機可以省去連線。3）如果追求極限的穿越機表現(xiàn)，那也許能感受到S.BUS的低延遲帶來的優(yōu)勢。當涉足功能豐富的正經(jīng)航拍機，除了控制飛機，還要控制云臺等一系列其他附加設備時，S.BUS的多通道會帶來很大便利。具體的切換方法不同品牌的接收機各不相同，請參閱說明書。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（4）接收機的調(diào)試1．接收機天線安裝1）盡量保證天線筆直，否則會減小有效控制范圍。2）兩根天線應保持90°角（圖4-43）。3）大型的無人機可能會存在影響信號發(fā)射的金屬部件，在這種情況下，天線應處于模型的兩側(cè)。這樣在任何飛行姿態(tài)下都能保持擁有最佳的信號狀態(tài)。4）天線應該盡可能遠離金屬導體和碳纖維，至少要有半英寸的距離，但不能過度彎曲，如圖4-44所示。5）盡可能保持天線遠離馬達、電子調(diào)速器（ESC）和其他可能的干擾源。在實際安裝接收機的過程中，可以使用海綿或是泡沫材料將其繞起來用以防振。6）接收機包含一些高精度的電子零部件，因此在使用時小心輕放，防止劇烈振動或處于高溫環(huán)境中，為了更好地保護接收機，用R/C專用泡沫或橡膠布等防振材料將其纏繞。為了防止接收機受潮，最好是將其放到塑料袋中并把袋口封好，還可以防止燃料以及殘渣進入機身。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（4）接收機的調(diào)試2．對碼每個發(fā)射機都有獨立的ID編碼。開始使用設備前，接收機必須與發(fā)射機對碼。對碼完成后，ID編碼則儲存在接收機內(nèi)，且不需要再次對碼，除非接收機再次與其他發(fā)射機配套使用。當購買新的接收機，必須要重新對碼，否則接收機將無法正常使用。對碼時將發(fā)射機和接收機放在一起，兩者距離在1m以內(nèi)。具體步驟因不同品牌有所不同，請參閱產(chǎn)品說明書。天地飛、FUTABA的操作步驟一般如下：1）接收機通電。注意電源正負極是否正確和電壓是否在安全工作范圍。2）接收機長按SET鍵3～4s，狀態(tài)燈為橙色燈慢閃，進入對碼狀態(tài)。3）遙控器開機，檢查工作模式應為PCMS（PPM模式不能對碼）。4）遙控器進入對碼菜單：通過MENU→高級設置→對碼→確定→接收機燈滅→對碼成功樂迪的操作步驟如下：1）將發(fā)射機和接收機放在一起，兩者距離在1m以內(nèi)。2）打開發(fā)射機電源開關(guān)，R12DS接收機將尋找與之最近的遙控器進行對碼。這是R12DS接收機的特色之一。3）按下接收機側(cè)面的（IDSET）開關(guān)1s以上，LED燈閃爍，指示開始對碼。4）確認舵機可以根據(jù)發(fā)射機來操作。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（5）模型的選擇與機型選擇模型選擇是指一個遙控器配對多個飛行器的接收機，但同一時間只允許控制一個飛行器（安全考慮），也就是一個接收機。為了方便操作，不用每次更換無人機時，都重新將接收機對碼，所以需要將每個接收機保存為一種模型，當需要控制其他接收機時只需在模型里面進行選擇即可。機型選擇是指每一個模式里面的機型，如固定翼、多旋翼、直升機等。操作步驟一般如下：1）設置：按住MENU鍵開機，進入“系統(tǒng)設置”模式，選擇“機型參數(shù)選擇”和“機型設置”選項，分別選擇所有模型參數(shù)組中的一組參數(shù)和機型類型。2）保存：選擇方向鍵，確定選項后，按提示關(guān)機，直接保存。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（6）中立微調(diào)因各種原因會導致飛機的飛行出現(xiàn)偏差，因此必須進行中立微調(diào)，對舵機的中立位置進行精細的調(diào)整。調(diào)整范圍為?120～+120（步階），默認設置為0，即沒有中立微調(diào)。建議用戶在開始設置中立微調(diào)之前，為確保其處舵機行程的范圍將會限制在單一的方向。建議操作程序如下：1）測量并記錄預期舵面的位置。2）將微調(diào)步階量和中立微調(diào)都設置為0。3）將舵機臂和連桿連接起來，使舵面的中立位置盡可能準確。4）在中立微調(diào)中選用較小的調(diào)整量調(diào)至精準位置。4.3無人機遙控器和遙控接收機調(diào)試（7）油門怠速（只適用于固定翼機）

在下列情況下降低發(fā)動機的轉(zhuǎn)速：停在跑道上（起飛待命狀態(tài)），失速滾轉(zhuǎn)和著陸，普通的轉(zhuǎn)速設置為：稍高的速度易于啟動，可降低飛行中滅車的風險以保證安全飛行?？刂崎_關(guān)可設置在任何開關(guān)位置，一些模型使用者偶然地將油門怠速和油門關(guān)閉設置在一個三檔開關(guān)上，這種情況下發(fā)動機則不可能在普通模式下啟動。油門怠速的默認設置為開關(guān)的中間檔位和下檔位，即使油門關(guān)閉設在開關(guān)的下檔位時也可正常使用。將開關(guān)撥至上位則為普通飛行/起飛模式，中間為慢速飛行/著陸，下側(cè)可關(guān)閉發(fā)動機。如果將油門怠速或油門關(guān)閉設置在教練功能開關(guān)，那么當使用教練功能時會出現(xiàn)油門失控或?qū)W生機無法操控的危險。4.4無人機動力系統(tǒng)調(diào)試（1）連接方式連接方式如圖4-45所示。接收機：所用接收機必須是已經(jīng)和遙控器對好頻率。接收機供電：5V（UBEC處）接入到任意一個通道。注意通道的接口定義：PWM信號線、VCC_5V、GND。電池：注意電源正負極。電調(diào)：信號線接到油門三通道，電源線接到電池或者發(fā)電機的正負極。注意識別信號線定義：PWM信號線、VCC_5V、GND。電動機：注意三相線的接法，改變其中任意兩根，可以改變電動機轉(zhuǎn)向。4.4無人機動