四轴飞行器1.9 电调控制、各安全模式与上电单轴调试

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哈，其实写这边博客的时候，我们飞控的单轴调试已经完成了，有点小激动哈。不过还是接着上一篇博客。

做到上面一张博客的进度后，其实我们剩下的就只有把电调的控制写好，然后做一些安全方面的设置就可以上电测试了，实际上我们也是这么做的。

这边博客主要内容有

1：电调信号说明与电调控制

2：安全措施

3：上电验证

4：单轴测试

 

先上个单轴调试后的效果视频

视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XNzk1OTU4MjQ0.html

视频最后开大油门部分对应的PID响应如下图：

上图纵轴单位是度，角度，横轴是100ms，1个数值代表100ms，300到350，中间相差50，就代表50*100ms，5秒的时间。不过是对应的视频最后阶段的。

 

1：电调信号说明与电调控制

     我们买的是好赢铂金电调，之前我也没玩过航模，只直到是1ms到2ms的高电平来控制油门。我们咨询了下好赢公司，得到的答案是：电调频率 20-400HZ ,脉宽从 1MS-2MS 的PWM 信号均可以，电平支持 3.3V 和 5.0V 。

1ms就是0油门，2ms就是100油门，中间步长我们不知道精度是多少，咨询好赢得知是中间有256Step，也就是1/256MS.

1/256ms也就是3.9us的步长，4us左右，为了方便程序的运算哈，我们选了个5us作为步长来控制，5us选好了，那我们的油门形成也就选好了，200个5us刚好是1ms，0油门是1ms，满油门是2ms，那就是200~400是实际的控制数值，我们选0~200为油门形成，中间加个偏移量200就好了。

然后控制电调频率我们选多少呢？还是要根据自己的实际情况来选择，我们的控制频率是100hz，所以为了不浪费我们的控制效果，我们控制电调的频率肯定要大与100hz，否则我们的控制频率那么高就没有意义了。我们选择对电调的控制频率设为200hz，200hz就是5ms，那我们单片机的PWM控制也就好说了，5us一个定时周期，5ms就需要定时1000，STM32定时器就不细说了，有了上面的这些计算好的数，定时器的设置也就确定了，首先是这是分频系数，分频到5us，也就是200000hz，这个自己算下就好了，然后设置自动装载数值为1000-1，设置好后，频率就设置为200hz了，然后只需要设置比较数值就可以控制电机了。

PWM输出如下图：

我们分别设置了比较数值为200、400、500、800，相对1000，对应就是20%、40%、50%、80%和1ms、2ms、3ms、4ms，可以放心的上电测试电调测试电机了。到此，代码最后的驱动已经写完了。剩下就是做些安全方面的代码，为测试做准备了。

2：安全措施

     初次玩四轴，对它那四个桨还是有点畏惧的，一定要做好安全措施。。

     安全措施分连个方面，一个是测试时候的安全措施，二是到时候试飞时候的安全措施。

     一：测试时候的安全措施

     首先对控制进行了越界判断，我们下定只能在正负30度内控制，这个在飞控和遥控器上都做了判断，然后有一个“红色按钮”，哈，就是紧急停车，按下这个按钮，飞控立马输出0脉冲，电调就停车了，不过这里我并不清楚是输出0油门快还是0占空比快，不过看电调说明是0.25s内监测不到信号就停机，应该是0油门快些。

     有一个测试模式，测试模式下，飞控不做任何的控制，将油门的值全部传递给四个电机，这个模式可以方便的校正电调和对电调进行编程操作。

      二：试飞时候的安全措施

     有个自稳定模式，就是在我们人为自己控制不了了的时候，让飞控进入自稳模式，他就会让控制自己尽量让pitch和roll等于0，不接受遥控的操作，我们可以等四轴自己稳定下来后，再切换到正常控制模式。

     遥控信号丢失监测，我们用的nrf24l01，没办法监测RSSI，也就没办法进行提前警报，我们协议里面是有个心跳信号的，可以通过判断信号来监测连接是否存在，不过目前我们为了渐变，实际我们是会定时报告四轴信息的，所以就让报告信息这个作为心跳来监测在通讯范围内，当监测到不在范围内，飞控立马进入自稳模式，自稳是可以了，但是油门这个时候我们并不知道是多少，高度测量我们现在还没做，那如果油门太大，那会一直往上飞，这就。。。通过实验，我们可以得到离开地面的时候的油门数值，然后根据我们希望他降落的速度，根据物理知识计算下这个油门的大小，这个我们起飞的时候是40%左右的油门大概，我们给个35%（这个不是算的，就是随便给的）的油门，这样就可以让四轴在失去遥控信号的时候缓慢落地。

    姿态越界检测，如果四轴的pitch和roll角度大于某个数值了，例如正负50啊60啊的，我们就认为飞控失控了，这个时候为了避免伤到人，我们强制把电机全部关闭，摔了就摔了吧，别伤到人。。后面如果稳定了，这个可以去掉，因为我们可能需要拓展下，做个空翻啊什么的，到时候还保留这个姿态越界检测。。额。。那翻到一半就摔了。哈，不过特技控制我们可以多个特技模式，特技模式里面取消这个监测好了，正常飞行模式里面加上这个检测还是放心点。

下图是遥控器的界面图，对应的上面各种模式设置

3：上电验证

     这一步其实很简单的，把线连接好，然后上电测试呀。。哈。真激动有木有，不过这个过程没有视频也没有图片。大概过程就是上电，然后看电机转的方向对不对，确认下接线，虽然模拟过电机逻辑没问题，不过还是在没上桨前看看电机输出逻辑对不对，一切都很正常的检查通过了。

4：单轴测试

     前面都验证通过了，就可以放心的上桨调试了，哈。。就测PID三个参数，不过我们I积分是分段积分的。调的过程，可以看看前面的博客，桨的PID的理解，然后慢慢调就好了，这里上下PID调好后的效果图曲线图，如下：

上图纵轴单位是度，角度，横轴是100ms，1个数值代表100ms，300到350，中间相差50，就代表50*100ms，5秒的时间。不过是对应的视频最后阶段的。