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文章目录
  1. 1. PX4使用说明
    1. 1.1. PID调节
      1. 1.1.1. 参数介绍
      2. 1.1.2. 第一步：准备
      3. 1.1.3. 第二步：稳定横滚和俯仰率
      4. 1.1.4. 第三步：稳定横滚和俯仰角度
      5. 1.1.5. 第四步：稳定航向速率
      6. 1.1.6. 第五步：稳定航向角

PX4使用说明

  1. 要解锁需要在Manual模式下解锁

PID调节

参数介绍

PX4 multirotor_att_control应用程序执行一个外循环的方向控制器，相关参数为：

  • 翻滚角(MC_ROLL_P)
  • 俯仰角(MC_PITCH_P)
  • 航向角(MC_YAW_P)

和一个内部循环，有三个独立的控制角度变化率PID控制器：

  • 翻滚角率(MC_ROLLRATE_P, MC_ROLLRATE_I, MC_ROLLRATE_D)
  • 俯仰角率(MC_PITCHRATE_P, MC_PITCHRATE_I, MC_PITCHRATE_D)
  • 航向角率(MC_YAWRATE_P, MC_YAWRATE_I, MC_YAWRATE_D)

外部循环的输出是机体的目标速率（eg. 如果四轴目标角度为0，而目前左右倾斜30度，那么控制输出将可以是这样的：翻滚速率为60度每秒）。内部速率控制回路改变电机输出，这样四轴能按所需的角速度旋转。
这些参数的大小实际上有一个直观的意义，eg. 如果MC_ROLL_P的值为6.0，四轴将补偿的角度偏差值为0.5弧度(30度)，那么目标角速率将为3 弧度/秒。然后如果内环MC_ROLLRATE_P的值为0.1，最后输出给翻滚角的油门控制量将为3*0.1 =0.3。这意味着它将降低电机一边30%的速度，增加另一边30%速度来诱导角动量回到水平。
这里还有一个MC_YAW_FF参数，它控制用户输入反馈给航向速率控制器的灵敏度。0代表非常慢的控制，只有航向位置错误的时候控制器才会响应，1代表灵敏的控制，但是可能有些过调，由于控制器移动航向迅速，导致很难保持航向为0。

第一步：准备

首先，把所有的参数设为初始值：

  1. 设置MC_XXX_P为0(ROLL, PITCH, YAW)
  2. 设置所有的MC_XXXRATE_P, MC_XXXRATE_I, MC_XXXRATE_D为0，除了MC_ROLLRATE_P 和 MC_PITCHRATE_P。
  3. 设置MC_ROLLRATE_P 和 MC_PITCHRATE_P为一个比较小的值，比如. 0.02
  4. 设置MC_YAW_FF为0.5

所有的参数应该慢慢的增大，每次增大20%到30%，甚至最后10%，注意：参数过大会导致非常危险的震荡，即使只有理想参数的1.5到2倍。

第二步：稳定横滚和俯仰率

P调优
参数：MC_ROLLRATE_P, MC_PITCHRATE_P
如果四轴是对称的，那么ROLL和PITCH的值应该相等，否则应该独立的调整。
把四轴拿到手上，然后增大油门到大约50%，这样四轴重量可以视为0。使它在翻滚角或者俯仰角方向倾斜，观察起反应。它应该温和的转动，但是它不会回到水平。如果出现震荡，把RATE_P调小。一旦控制响应缓慢但正确，增加RATE_P直到它开始振荡。然后减小RATE_P直到它只有轻微摆动或不再摆动（大约减少10%）,稍微有点过调。典型的值大约是0.1。

D调优
参数：MC_ROLLRATE_D, MC_PITCHRATE_D
假设P参数是一个使电机震荡的状态，RATE_P略小。慢慢的增大RATE_D，从0.01开始，直到震荡停止之前。如果电机出现颠簸，RATE_D太大了，减小它。通过RATE_P和RATE_D可以调优四轴的响应。典型值为0.01到0.02。
在QGC中，可以绘出roll和pitch的变化速率图(ATTITUDE.rollspeed/pitchspeed)。它不能震荡，可以有10%到20%的过调。

I调优
如果横滚速率和俯仰速率没有达到设定值，但有一个偏移量，加上MC_ROLLRATE_I和MC_PITCHRATE_I参数。从MC_ROLLRATE_P值的5-10%开始调。

第三步：稳定横滚和俯仰角度

P调优
参数：MC_ROLL_P, MC_PITCH_P

  1. 设置 MC_ROLL_P 和 MC_PITCH_P到一个比较小的值，比如. 3
    把四轴拿到手上，然后增大油门到大约50%，这样四轴重量可以视为0。使它在翻滚角或者俯仰角方向倾斜，观察起反应。它应该缓慢回到水平。如果出现震荡，调整P。只要控制响应缓慢但正确，继续增大P直到出现震荡。最优的响应是10-20%的过调。得到稳定的响应后重新调整RATE_P, RATE_D参数。
    在QGC上位机里，你能绘出roll和pitch的图像(ATTITUDE.roll/pitch)及control(ctrl0,ctrl1)。姿态角如果过调不能超过10-20%。

第四步：稳定航向速率

P调优
参数：MC_YAWRATE_P。

  1. 设置MC_YAWRATE_P为一个比较小的值，比如. 0.1
    把四轴拿到手上，然后增大油门到大约50%，这样四轴重量可以视为0。然后绕Z轴旋转，观察其响应。电机的声音听起来改变了，系统有阻止旋转的趋势。响应将大大低于横滚和俯仰，这是可以的。如果出现震荡或者颠簸，调小RATE_P。如果很小的移动出现很大的响应（大油门和小油门时），减小RATE_P。典型值为0.2到0.3。
    航向速率控制如果非常强烈甚至震荡，会恶化横滚和俯仰的响应。扭转横滚、俯仰和偏航检查总反应。

第五步：稳定航向角

P调优
参数：MC_YAW_P。

  1. 设置MC_YAW_P为一个比较小的值，比如1。

把四轴拿到手上，然后增大油门到大约50%，这样四轴重量可以视为0。然后绕Z轴旋转，观察其响应。它应该慢慢回到起始方向。如果出现震荡，调小P。只要控制响应缓慢但正确，继续增大P，直到响应稳定，但是不震荡。典型值是2到3。
可以在QGC里查看ATTITUDE.yaw。航向角过调不能超过2-5%(比姿态角要小)。
反馈调优
参数：MC_YAW_FF。
这个参数不是关键，可以在飞行时调整，在最差情况下是偏航角响应迟缓或太快。调整FF参数得到一个合适的响应。有效范围为0到1。典型值为0.8到0.9。（如果用于航拍，建议将值调小以得到更加圆滑的反应）
可以在QGC里查看ATTITUDE.yaw。航向角过调不能超过2-5%(比姿态角要小)。