課件參考案例

第一章概 四軸飛行器飛行原理簡(jiǎn) PID控制算法簡(jiǎn) eFly飛控系統(tǒng)特 安全防護(hù)措 第二章四軸飛行器硬件配 飛行器配件飛行器組 電調(diào)校準(zhǔn)及電機(jī)轉(zhuǎn)向校 控制通道配 飛控板信號(hào)線連 第三章四軸飛行器軟件配 CubeSuit+軟件安 3.2校 磁羅盤校 第四章四軸飛行器試飛及調(diào) 4.1操作簡(jiǎn) 軟硬件配置檢 PID調(diào) 注意事 第一章鄭重四軸飛行器螺旋槳轉(zhuǎn)速極快，性很大，請(qǐng)務(wù)必做好防護(hù)措施，本飛控系統(tǒng)對(duì)此不負(fù)任何責(zé)任！四軸飛行器飛行原理簡(jiǎn)文中所介紹的飛控系統(tǒng)都是基于“X型”四軸飛行器。度運(yùn)動(dòng)如圖1.2所示。1.2同時(shí)3、4號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，此時(shí)四個(gè)電機(jī)的反扭矩仍然相互抵消。繞飛機(jī)機(jī)體坐標(biāo)系Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如果1、3號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，同時(shí)2、4號(hào)PID控制算法簡(jiǎn)微分項(xiàng)D。I：用于消除穩(wěn)態(tài)誤差 項(xiàng)會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)速度變慢，增加調(diào)節(jié)時(shí)間D:又稱阻尼項(xiàng)，為系統(tǒng)增加阻尼，減小超調(diào)。但這一項(xiàng)如果是通過微分計(jì)握PID控制算法必須要做大量調(diào)試實(shí)驗(yàn)，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。eFly飛控系統(tǒng)特本飛控系統(tǒng)由eFly團(tuán)隊(duì)開發(fā)，只要按照此說明書依次配置好自己的四軸飛飛控系統(tǒng)具體特點(diǎn)如下：IIRButterworth數(shù)字低通控制算法采用串級(jí)PID，控制頻率控制信號(hào) PPM，節(jié)約主控定時(shí)器資支持調(diào)節(jié)PID參數(shù)直接通過UART發(fā)送至此飛控，無需模擬復(fù)雜的控制信號(hào)帶有IIC、SPI通口及IO擴(kuò)展全自主飛行時(shí)只需要將導(dǎo)航板的模擬信號(hào)接入PPMEncoder，或安全防護(hù)措操作順序：上電—>飛控上電并查看地面站飛控狀態(tài)是否正常—>上飛行器動(dòng)力電—>—>起飛、飛行、降落—>上鎖—>斷動(dòng)力電—>則容易導(dǎo)致上電一瞬間螺旋槳立馬起轉(zhuǎn)割傷。￢_￢)。第二章四軸飛行器硬件飛行器配件4502212/1000kv電機(jī)，30A電調(diào)，1045充電器要求支持4S電池平衡充。航模及雖然正式比賽使用，但是航模是調(diào)試準(zhǔn)備階段必備工具。議使用“手”（左手油門要求至少含有6通道。

分線板（有的機(jī)架自帶；電源插頭（T插或XT60，參考電池）飛行器組通過機(jī)臂顏分飛行器前后方向電調(diào)校準(zhǔn)及電機(jī)轉(zhuǎn)向校同，校準(zhǔn)之前請(qǐng)檢查油門最低點(diǎn)是否對(duì)應(yīng)油門通道輸出占空比最端接入的油門通道，接下來的具體校準(zhǔn)步驟如下：Step1：開啟，將油門打到最高Step2：將電調(diào)接上電池，等待2秒Step4：將油門拉到最低點(diǎn)等待1秒Step5：N聲短鳴音表示鋰電池節(jié)數(shù)意兩對(duì)連接電機(jī)電調(diào)的香蕉頭對(duì)調(diào)一下即可。電機(jī)分配及轉(zhuǎn)向如圖2.3所示。2.3控制通道空比變化規(guī)律與表2.1相反，則需要設(shè)置相應(yīng)通道反相。表2.1控制通道配置標(biāo)通操高電平長度變化油門俯仰滾轉(zhuǎn)偏航飛控板信號(hào)線連EEPROM3.3V電5V-GND接口為飛控供電。不建議通過電調(diào)給飛控PC地面站上實(shí)時(shí)顯示飛行狀態(tài)，必須使用無線數(shù)傳2.5將PPMEncoder的輸入端1-8通道信號(hào)線依次與的1-8通道輸出接口相連PPMEncoder的輸出端接飛控板RC_IN接口和PPMEncoder由RC_IN接口供電。PPMEncoder與相連的一端，三根連在一起的線為通道1，白色為信號(hào)線，紅色為5V，黑色為GND，剩下的線按順序依次接入的其他通道。

圖2.6接線實(shí)物2.2飛控板接口仿真器接口編號(hào)1234開連接，并為飛控板供5V外部電源。第三章四軸飛行器軟件配CubeSuit+軟件安在進(jìn)行飛控軟件配置之前首先需要安裝相應(yīng)軟件，E2Studio的安裝請(qǐng)參考提供的快速入門，在此僅給出CS+v5.0的安裝步驟。軟件安裝步驟NETFramework4_CS4.1CS+v5Step2：選擇接受“Accept”，單擊4.2CS+v5Step3：按照?qǐng)D4.3所示進(jìn)行勾選，并選擇安裝 4.3CS+v5示示4.4CS+v54.54.6CS+v5后會(huì)在計(jì)算機(jī)設(shè)備管理器中顯示出來，如4.7所示。如果未能成功自動(dòng)安裝，程序燒錄方法

4.7E2LiteStep1：在開始菜單中啟動(dòng)RenesasFlashProgrammer4.8Step2：將飛控板通過E2Lite仿真器連接至電腦。在FlashProgrammer中點(diǎn)擊File——CreateNewProject。ProjectNameProjectFolderToolE2Lite；InterfaceFINEConnect（此時(shí)不可使用外部電源供電，要想外部電源供電需斷開仿真器4號(hào)接口）4.9擇eFly_Hummingbird_R5F523T5ADFM.mot，單擊Start便可以開始燒錄程序（輸出文件可以在編譯軟件中設(shè)置為.hex格式3.2校Step1：用示波器測(cè)量出油門通道最低油門值，即3通道輸出波形一個(gè)周期內(nèi)高電平的長度，單位usRC_THR_MIN。1.函數(shù)eFly_UART1_Report_States中的圖3.1指令2.函數(shù)eFly_UART1_Report_RC中的圖3.2指令Step3：將eFly_RC.c中的信號(hào)偏移值清零。重新編譯并進(jìn)入調(diào)圖3.3將通道偏移量清 “科創(chuàng)ANOTC”。圖3.4地面站歡迎界開啟，進(jìn)入地面站，將USB轉(zhuǎn)TTL模塊與飛控板UART1接口相連,若上一步已經(jīng)將程序燒錄了，此時(shí)可拔下仿真器，通過USB轉(zhuǎn)TTL模塊給飛控供電，接線方式為：USBTTLRxD接飛UART1T；USBTTL的TxD接飛控板UART1R；GNDGND；5V5V。USBTTLPCUSB接口，選擇左側(cè)面板中的程序設(shè)置，在串口設(shè)置里選擇對(duì)應(yīng)的COM口，波特率設(shè)置為115200，數(shù)據(jù)校驗(yàn)打開，然后點(diǎn)擊右下圖3.5地面站設(shè)Step5：將油門通道拉到最低，其他要用到的所有通道都置于中立位TH_RC_ROL，RC_PIT，RC_AUX1，RC_AUX2油門）的不需要修改前四個(gè)通道。示的最大值和最小值，分別記為rc_yaw_max,rc_yaw_min。圖3.6地面站顯示的各通道左手油門通道與地面站顯示的對(duì)應(yīng)關(guān)系：第1通道——滾轉(zhuǎn)（Roll）——ROL；2通道——俯仰（Pitch）——3通道——油門（Throttle）——第5通道——輔助1（Auxiliary）——AUX1；第6通道——輔助2（Auxiliary）——AUX2；求控制信號(hào)偏差值的公式：rc_thr_offsetRC_THR_MINRC_THR；rc_yaw_offset=1500–RC_YAW;rc_rol_offset=1500–RC_ROL;rc_pit_offset=1500–RC_PIT;rc_aux1_offset=1500–RC_AUX1;rc_aux2_offset=1500–的輔助通道偏移量不相等，請(qǐng)自行為每個(gè)通道添加單獨(dú)的偏移變量。RC_YAW_MIN=rc_yaw_min+rc_yaw_offset;RC_YAW_MAX=rc_yaw_max+分別將測(cè)量或計(jì)算出的變量值賦給程序中的相應(yīng)變量（位于eFly_RC.cFl_.h3.7Step6:在CodeGenerator里修改初始值，即MTU0中的TGRB~TGRD，和MTU1中的TGRB。然后重新生成代碼。計(jì)算公式：TGRx圖3.8修 將油門桿拉到最低，觀察地面站油門（THR）讀數(shù)是否與程序里RC_THR_MIN值相等門（THR）通道外其他通道值是否等于1500。將偏航控制桿分別撥到最左側(cè)和最右側(cè)，觀察此時(shí)地面站上偏航通道（YAW）讀數(shù)是否分別等于程序里的RC_YAW_MIN和RC_YAW_MAX。（注意：偏航控制桿撥到最左側(cè)對(duì)應(yīng)最小值將油門桿撥到右下角保持3s，觀察地面站是否顯示已經(jīng)，然后油桿撥到左下角保 2s，觀察地面站是否顯示已經(jīng)鎖定（恢復(fù)Step2中的兩條指令磁羅盤校由于各地磁場(chǎng)狀況不同以及不同HMC5883本身的差異會(huì)造成磁羅盤三Step2：打開，RC_AUX2桿置于低檔，飛控上電并連接地面站，在數(shù)般現(xiàn)象為一個(gè)絕對(duì)值很大的尖峰mx_min，mx_max。mx_offsetmx_maxmx_min)/2;YZ軸偏移量。并將這三個(gè)計(jì)算出的偏移量在eFly_HMC5883.c中的相應(yīng)位置賦值。第四章四軸飛行器試4.1操作簡(jiǎn)上鎖：油門及航向桿置于右下角保 2s，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)Step3：無人機(jī)平放。撥動(dòng)俯仰通道和滾轉(zhuǎn)通道桿，觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速正確。（左偏航：1、3號(hào)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，2、4號(hào)減?。?上顯示的PID各參數(shù)=飛控中實(shí)