4轴开发之串级PID调试技巧

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【调节串环PID大概过程（注意修正反向）】

 

1、估计大概的起飞油门。

 

2、调整角速度内环参数。

 

3、将角度外环加上，调整外环参数。

 

4、横滚俯仰参数一般可取一致，将飞机解绑，抓在手中测试两个轴混合控制的效果（注意安全），有问题回到“烤四轴”继续调整，直至飞机在手中不会抽搐。

 

5、大概设置偏航参数（不追求动态响应，起飞后头不偏即可），起飞后再观察横滚和俯仰轴向打舵的反应，如有问题回到“烤四轴”。

 

6、横滚和俯仰ok以后，再调整偏航轴参数以达到好的动态效果。

 

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【过程详解】

 

1、要在飞机的起飞油门基础上进行PID参数的调整，否则“烤四轴”的时候调试稳定了，飞起来很可能又会晃荡。

 

2、内环的参数最为关键！理想的内环参数能够很好地跟随打舵（角速度控制模式下的打舵）控制量。

在平衡位置附近（正负30度左右），舵量突加，飞机快速响应；舵量回中，飞机立刻停止运动（几乎没有回弹和震荡）。

2.1首先改变程序，将角度外环去掉，将打舵量作为内环的期望（角速度模式，在APM中叫ACRO模式，在大疆中叫手动模式）。

2.2加上P，P太小，不能修正角速度误差表现为很“软”倾斜后难以修正，打舵响应也差。P太大，在平衡位置容易震荡，

打舵回中或给干扰（用手突加干扰）时会震荡。合适的P能较好的对打舵进行响应，又不太会震荡，但是舵量回中后会回弹好几下才能停止（没有D）。

2.3加上D，D的效果十分明显，加快打舵响应，最大的作用是能很好地抑制舵量回中后的震荡，可谓立竿见影。

太大的D会在横滚俯仰混控时表现出来（尽管在“烤四轴”时的表现可能很好），具体表现是四轴抓在手里推油门会抽搐。

如果这样，只能回到“烤四轴”降低D，同时P也只能跟着降低。D调整完后可以再次加大P值，以能够跟随打舵为判断标准。

2.4加上I，会发现手感变得柔和了些。由于笔者“烤四轴”的装置中四轴的重心高于旋转轴，这决定了在四轴偏离水平位置后

会有重力分量使得四轴会继续偏离平衡位置。I的作用就可以使得在一定角度范围内（30度左右）可以修正重力带来的影响。

表现打舵使得飞机偏离平衡位置，舵量回中后飞机立刻停止转动，若没有I或太小，飞机会由于重力继续转动。

 

3、角度外环只有一个参数P。将外环加上（在APM中叫Stabilize模式，在大疆中叫姿态模式）。打舵会对应到期望的角度。

P的参数比较简单。太小，打舵不灵敏，太大，打舵回中易震荡。以合适的打舵反应速度为准。

 

4、至此，烤四轴”效果应该会很好了，但是两个轴混控的效果如何还不一定，有可能会抽（两个轴的控制量叠加起来，

特别是较大的D，会引起抽搐）。如果抽了，降低PD的值，I基本不用变。

 

5、加上偏航的修正参数后（直接给双环参数，角度外环P和横滚差不多，内环P比横滚大些，I和横滚差不多，D可以先不加），

拿在手上试过修正和打舵方向正确后可以试飞了（试飞很危险！！！！选择在宽敞、无风的室内，1米的高度（高度太低会有地面效应干扰，

太高不容易看清姿态且容易摔坏），避开人群的地方比较适合，如有意外情况，立刻关闭油门！！！

5.1试飞时主要观察这么几个方面的情况，一般经过调整的参数在平衡位置不会大幅度震荡，需要观察：

5.1.1在平衡位置有没有小幅度震荡（可能是由于机架震动太大导致姿态解算错误造成。也可能是角速度内环D的波动过大，

前者可以加强减震措施，传感器下贴上3M胶，必要时在两层3M泡沫胶中夹上“减震板”，注意：铁磁性的减震板会干扰磁力计读数；

后者可以尝试降低D项滤波的截止频率）。

5.1.2观察打舵响应的速度和舵量回中后飞机的回复速度。

5.1.3各个方向（记得测试右前，左后等方向）大舵量突加输入并回中时是否会引起震荡。

如有，尝试减小内环PD也可能是由于“右前”等混控方向上的舵量太大造成。

 

6、横滚和俯仰调好后就可以调整偏航的参数了。合适参数的判断标准和之前一样，打舵快速响应，舵量回中飞机立刻停止转动（参数D的作用）。

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