本帖最后由 garyifly 于 2019-3-30 00:48 编辑
大家好，我是来自湖北直机航模群的盖子，接下来的几天里，想给大家分享一下自己对MB陀螺仪的调机心得。哪里不准确的或者不对的地方，希望大家给与扶正、拍砖也行哈哈。
前言 MB陀螺仪的主要特点 是没有复杂的调参过程，可以很快适配大部分飞机。高冗余带来了极好的体验感，但是参数的调配就显得过于淡化。甚至说明书中的很多描述轻描淡写到只剩下半句话等着大家自己理解。 题主16年开始把手上的陀螺仪全部换成了MB PLUS，使用中结合经验，最近总结了MB陀螺仪的“PID哲学”一文。 命“哲学”两个字作为标题，也是源于工作经历中接触过不少大大小小的飞控，从 14年初入无人机行业，玩玩大疆，调调纵横、ap，到后来进入大疆折腾各种飞控，PIX、F3 CF BF，毛子的云台主控（其实觉得云台最难调好）到现在琳琅满目的各种固件、飞控；因为工作太忙也逐渐没有去捣鼓他们。 今天就来简单的侃一侃不被大家重视的：MB陀螺仪的“PID哲学”
正文1 直入主题，MB陀螺仪并没有强调任何关于PID的说法，但是一套自动化控制的设备中，特别对于直升机尾部带有惯性AVCS锁头功能自动控制单元中，PID自动控制理论肯定是核心之一。那么如果能够理解PID在MB陀螺仪中的应用，我想对于调整飞机的状态，一定是用帮助的。 我们来看一看MB厂家对于调参有哪些描述： 首先是大家都最为熟悉的三个旋钮，对应有物理旋钮，一定是最为显眼的，我们一个一个来看。 1号：循环螺距感度，我们可以简单理解为十字盘感度，十字盘感度做什么的？对于陀螺仪自动控制飞机姿态来说，是“模拟副翼”，就是你倾斜飞机，看到十字盘自动向相反方向倾动，陀螺仪尝试修正姿态。感度越大，这种修正就会越为明显。 那么1号旋钮对于飞机的控制有影响么？说明书是准确的描述了旋钮感度过高：“循环螺距变化时，刹车会比较紧”“上下飞行时，会有回弹追尾的现象，并容易产生抖动”；如果1号旋钮的感度太低：“直升机的刹车动作将会不准确，执行横滚、俯仰动作的时候，也会失准”“快速飞行停车时，也会觉得迟钝，悬停时也会觉得不稳定”。 1号旋钮，可以说是整个俯仰、横滚轴的最关键参数P了，如果P太大，会超调抖动，P太小，过小的P会带来对输入信号反应的迟钝，对外界干扰（气流）反应的迟钝。如果我们把1号旋钮减至最小，十字盘的“模拟副翼”反馈将会消失。
2号：十字盘直接输出量（有人称之为十字盘前置反馈），我们对应说明书来理解一下： MB的说明书在描写的时候并没有解释工作原理，只是简单的描述了一下最基本的飞行现象，对应2号旋钮，如果旋钮感度过高：“打舵时就会有过大的十字盘反应，会使直升机有停顿回弹现象（在松杆停止操作时，有回弹现象）”“会觉得飞机过于灵敏”“增加感度直升机会快速向前飞（这其实是半句话）”；反之如果2号旋钮的感度设置太小：“会出现延迟现象和感觉非常机械化和不自然（一句轻描淡写，让人看得好是糊涂，什么叫延迟现象，什么又是机械化呢？）”。 我对2号旋钮的理解，认为他更像是PID中的D参数，如果了解PID的朋友们应该知道，D对于P来讲，就好似我们遥控器上的指数曲线功能，可以为摇杆的输出套上一个温柔的曲线；D对于P就是这个功能，增加D可以修正P带来的振荡，减小D可以使得P参数变得更为直接。对了有些人喜欢称D参数为P参数的“阻尼”。是不是好理解多了呢。 接下来我们来侃一侃1号旋钮和2号旋钮之间的联系、关系、影响。 如果其中两个参数一个是十字盘的P，一个是十字盘的D，那么十字盘的I去哪里了？我认为可能确实没有I，因为十字盘的控制主要是简单的反馈，并没有锁尾带有AVCS惯导那么复杂，这样的十字盘情况，可以不需要时间的积分，不需要I参数。 按照我的推论，1号旋钮对于整个系统，起到的是P，2号旋钮对应D；P的增大会增加陀螺仪对遥控器的相应，让我们的操控更为直接灵敏，停顿更为及时；但是太大会打舵后出现振荡，或者受到外力作用而出现振荡。 D是阻尼器，它的增加可以抑制这种振荡的发生（让阻尼帮助吸收振荡），减弱P的直接效果，打舵或者修正变得较为柔和。D这样一个神奇的参数在实际使用时候，一般作用都和数据是相反的，比如D越大，实际他的作用越小。我们对应说明书看一下：如果旋钮感度过高“打舵时就会有过大的十字盘反应，会使直升机有停顿回弹现象。”这样的一句描述，是不是D旋钮参数越大，其实对P的影响越小。 D越小，反而对P的影响越大，所谓的“会出现延迟现象和感觉非常机械化和不自然”，就是过度的使用阻尼，阻碍了P的正常工作。这里的机械化，原文用的Robotic我认为可以理解为犹如机器人一般呆板，因为系统的“内在阻力”太大，反馈变得非常不自然和呆板。
我们MB陀螺仪对于十字盘的设置就是这么直接： A. 如果觉得飞机起飞后不太跟手，太为迟钝，请减小2增加1号， B. 同样如果觉得飞机太为稳定，希望多一些灵活，可以尝试继续减小2号， C. 如果觉得打舵时飞机已经灵活到难以把握，可以尝试减小1号，增加一点2号，阻尼会让系统变得更紧一点。 D. 持续的减小1号，如果飞机悬停时候已经时候都不太稳定，小风一吹就东倒西歪，那就说明我们的1号减的太少，飞机对外界干扰失去了“模拟副翼”应该有的修正。
其实呀，对于MB陀螺仪，他的控制逻辑应该并不是这么简单，因为还有这样的一套设置参数我们还没有进行讲解： 说明书中的B项目，我们可以看到控制风格一项，我猜这一项目可以理解为内环PID中的P ，有且只有P这么一个参数。串级PID的应用，可以在已有的外环PID（对应俯仰和横滚就是我们刚才提到的两枚旋钮）基础上，对整体参数做最基础的设定，让所有旋钮也好，感度设置也好，全部都是在他的基础上进行的。 正文第1章节 对于俯仰和横滚的描述今天就到这里，明个儿咱们继续。逐步走进最为纠结的尾巴部分。
文章对MB的解析会持续3篇幅左右，后期，我会逐步从MB讲到PID的基本原理，调参方法，主要重使用，其次分享经历。希望大家喜欢 
3月30日 ，第二天的更新： 正文2——MB陀螺仪的尾部工作分析 在今天的解说前，为自己猥琐的辩解一下，这篇分析文章，截止目前，在我心中也确实有一些存在争议的地方——毕竟 MB陀螺仪的官方并没有给出足够的材料支持我进行推断，目前我的描述全部是经验推断；可能确实存在错误，不过我打算在后期几天的书写中，拿出飞机，通过直接调参试错的方式，进行MB陀螺仪的“PID哲学”的准确论证。 接下来进入今天的正文： MB陀螺仪最为玩家称道的地方正是稳定、简单的锁尾功能，比起K8的各种博士帽调参才能有稳定的飞行性能，MB通常都是上天就是一根棍。那么今天我们的主题就聚焦MB锁尾功能中PID的“哲学”了。 接下来我们继续看一看MB厂家对于尾部的调参有哪些描述： 1.关于锁尾功能的物理调参旋钮，3号旋钮 2.设置列表中对于尾舵可以进行的调整。 这张图是网友翻译制作的，在说明书中的翻译是： 3.通过一个通道进行感度设定。 4. 关于设置中的风格一项。 在MB陀螺仪的说明书中，我找到的有且只有这样四种对于锁尾功能的调参形式。 四种形式，我的判断是分别对应了，PID自动控制原理中的：遥控器设置的感度对应P参数；设置列表中的锁尾感度（说明书中叫做尾舵速率一致性Rudder Rate Consistency）PS：Consistency（浓度; 连贯; 符合; 前后一致）对应D参数；旋钮3号，对应I参数。 至于控制风格，我依然认为它依然是一个串级PID中的内环P参数，它的影响仍然是在外环PID之上的。 解释一下为什么这样划分： 1. 首先P 参数是遥控器中的感度，这个我已经证实：当遥控器通道中的感度输出值为0时，陀螺仪上感度指示灯A闪烁，这时，我们打动方向舵摇杆，飞机的尾舵机是没有任何反应的，并且无论如何晃动飞机，锁尾舵机也不会有任何反应。 2.关于D参数：设置列表中的尾舵速率一致性Rudder Rate Consistency（又叫锁尾感度）这样的一个玄虚的描述，让人真是无论如何看都觉得摸不着头脑，但是我根据英文意会和实际使用的感受发现，这个参数对于飞行的影响其实并没有很大。 网上的教学视频都建议大家，一定要尽可能的设置到最大。不知曾几何时，设计飞控的软件的大师们，在设置D参数给大家调整的时候，基本会习惯于给D参数一个中间值，若大于这个值，D参数的作用反而会减弱，若小于中间值，D参数对于P参数的作用反而会加强。 这时我们在对应D的作用进行理解，尽可能大的尾舵速率一致性Rudder Rate Consistency（又叫锁尾感度）设定，我想就是为了减小D参数的作用，尽可能的使得P参数感度得到最大的能力发挥。可不是嘛，我们3D直升机飞行员，谁不想要最直接最暴力的输出感受呢？ 我推测MB官方进行安排时，对于D参数给与用户的调参范围应该不会太大，这是一个事先预设的修正值，更大的D，可以抑制误差的发生，因为给与的D参数不会很大，所以对于P来讲并无“坏”的影响。 3. 关于I参数：根据说明书的描述，I参数对应3号旋钮的尾舵动态响应，“会影响直升机在自旋刹车时的动作及敏感度，如果过大，即会出现有过度灵敏的反应及追尾现象，在快速变化方向时，又会觉得松软无力。” 对应I，我们来理解一下这句话：“如果过大，即会出现有过度灵敏的反应及追尾现象”，“追尾现象”这样的描述一般是指“机尾快速的向左右来回摇摆”；那么I太大是否会这样呢？ 一般来讲一个系统中I这个参数是越小越好的，因为I主要是用来抑制随着时间增长带来的积累误差。I的参数在运行的过程中，是会无限增长的，起飞时积分开始，降落是积分清零。I必须要有积分限幅，并且越小越好。 3号旋钮的第二句描述过大的参数会带来“在快速变化方向时，觉得松软无力”，在快速打舵的时候，会觉得飞机给与的角度变化松软无力，不够直接。因为在自动化控制的过程中，I的加入会使得P参数的参与周期变长，参与工作的过程变得缓慢。 关于最后一句话：“如果感度太低，在打舵时会感觉迟钝Dull和软力Stopping might be too soft”如果I参数过小，或者为0，失去了积分的修正，P的作用会直接反应在飞机打舵后，变得Dull （迟钝的; 钝的; 呆滞的）Stopping might be too soft（停止的过于软弱），失去了灵性，刻板的“停止运动”或者软弱无力的“停止运动”甚至是“软弱的回弹震荡”。 当然软弱的回弹震荡这个是我补充的，因为过小的I，很可能会带来震荡，这种震荡不是高速的自激，而是缓慢的摆动，软弱无力。
写在今天的最后： 文章的书写进行了两天，其实构思远不止这两天，写作中我一直在用先表达观点，后进行解释的方法进行，无形之中挖坑给自己跳，这样的写作方式一来可以吸引各位朋友发表自己的想法、二来也是激励着我自己在文章后期去进行实际飞行为文章带来作证。 现在想想MB陀螺仪的PID这样的一个“哲学”命题本身就是一个大坑，我们不能做到抛开P参数去单独来讲I和D，也很难做到抛开PD参数直接去讲I参数。 那么这样的一个坑我已经开始挖掘，后期等着填土的工作，就要更加努力了，哈哈。 写这样一篇玄幻“哲学”命题的文章，是希望在这个过程中，吸引、引导大家对 MB陀螺仪的喜爱（这是我最喜欢的陀螺仪，简单、暴力、好用的一比），在议论声中、支持声中无形为大家大家对直升机的热爱舔砖加瓦！ 3月30日 盖子
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发表于 2019-3-28 23:22
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