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登录 | 注册 果壳网 首页 果壳达人 日志 .升值1000元！让你的多轴飞控变成高档直机平衡仪. 飞鱼BH1JSS
2012-03-20 14:47
最近多轴飞行器很火，各大航模论坛上大家都在玩多轴飞行器。拜电子技术的进步，多轴飞行器最难的控制问题被PCB和各种传感器轻松解决，各种飞控系统百花齐放，从最简单的三轴陀螺——KK飞控，到FF、MWC、玉兔等带平衡仪、气压计、地磁计……各种高级功能的飞控，价格都越来越便宜，让大家有了更多的选择，也让航模有了更多的玩法。可以说有了飞控，特别是具有平衡仪自稳的飞控以后，几乎可以做出原来不可想象的飞机（模型），颠覆空气动力学原理，只要你敢想敢做。
我这里先抛个砖：用多轴飞控的TriCopter（三轴）模式来控制120°CCPM斜盘系统的直升机模型。我使用的是KK飞控进行试验。
首先了解一下什么是CCPM斜盘，这部分科普了，了解的朋友可以无视。直升机是通过斜盘拉动各个桨叶，让它们周期变矩，从而达到控制整个旋翼面俯仰倾斜的，因此要让斜盘能够前后或左右倾斜，至少需要在2个轴向上能够控制，一个控制俯仰，一个控制倾斜，当然，直升机的旋翼们还需要同时变矩（可简单理解为旋翼的倾角），这就是变“总矩”，这样就需要至少3个舵机分别动作了。CCPM是Cylic Collective Pitch Mixing，它是让多个舵机同时动作来控制整个斜盘的俯仰、倾斜和变总矩。这样的好处是每个舵机的负载更小，整个斜盘的动作更快，更精准。比如常见的120的CCPM斜盘，3个舵机呈120度分布，同时上升或下降就是变总矩，前舵机上升，后两个舵机下降就是后仰；前舵机不动，后两个舵机上下差动，就会让斜盘左右倾斜。
参考文献：CCPM斜盘系统：http://www.iroquois.free-online.co.uk/ccpm.htm
再来看看为什么多轴飞控的TriCopter（三轴）模式为为什么可以来控制120°CCPM斜盘系统的直升机。TriCopter三轴的基本原理是，在同一平面内的3个旋翼中，两个逆时针旋转，一个顺时针旋转，其中一个旋翼（通常是尾巴）平面可以稍稍倾斜，以克服整个系统的反扭力。而整个系统的俯仰、倾斜也是由3个旋翼输出的不平衡来控制，比如前面两个旋翼力量大，后面一个稍小，整个飞机就后仰；后面一个旋翼动力输出不变，前面两个旋翼一个增大一个减小，飞机就倾斜。三个旋翼动力同时增大或减小，控制上升或下降，这和120°三舵机CCPM系统直升机的控制方式很相似。所以，我们就动手做吧：
1、在你的遥控器上选择一个Normal斜盘模式的直升机，就是一个舵机控制总螺距的那种，一般用接收机上的AUX1通道控制总矩。
2、把接收机上的AUX1（螺距通道）连接多轴飞控上的油门通道，其他正常连接：副翼通道连接飞控上的副翼、升降通道连接飞控上的升降、方向通道连接飞控上的方向，但接收机的油门通道直接连接电子调速器。
在新窗口打开可看大图
3、把120度CCPM直升机上的三个斜盘舵机分别连接飞控上的1、2、3电机插口,这里要根据你的CCPM舵机布局，左右舵机不要错，前后无所谓，飞控可以设置反馈方向，尾舵机连接飞控上的4号电机插口。这里还需注意，KK飞控不能设置舵机输出方向，在三轴中它输出的转向是两反一正，但是用在CCPM直升机上，同时变总矩时需要三个舵机同向，因此你需要改造一个舵机，让它变成反向舵机，改造反向舵机的方法很简单，打开舵机的后盖，把舵机里面的马达+、-线对调，再把电位器的+、-线对调，中位线不动就好了。当然，在一些高级的多轴飞控里可以设置每个通道的输出方向，只要勾选一下反向就行了，不用改动舵机。
4、基本完工，需要在飞控设置中校对中位（以及水平）、设置反馈方向、传感器感度等。需要注意的是，感度过高会让舵机抽疯，最好用数字舵机。另外，RUDD感度是个问题，因为多轴飞控都没有输出限幅，DUDD通道过高会有“追尾”现象（***震动），过低又锁尾不好。我想到的方法是自己改舵机，限制输出行程，这样把感度调高点也不怕抖动了，不过这想法还没有实施。
我改造的“KK版”CCPM直升机：
我的测试视频：http://video.sina.com.cn/v/b/73167930-1187209042.html 本文由飞鱼BH1JSS授权（果壳网）发表，文章著作权为原作者所有。 分享到：新浪微博人人豆瓣QQ空间腾讯微博2收藏 |
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推荐 (1) 发表评论 4条评论
1楼 2012-03-20 15:08 脚趾
我还是先把固定翼飞机的空气动力学知识好好学一遍再玩旋翼机好了……评论 2楼 2012-03-20 16:16 飞鱼BH1JSS
说几个调试的注意事项：
1、因为遥控器螺距通道接多轴飞控的油门通道，因此螺距通道的在Normal模式下一定要能拉到最低，否则多轴飞控可能不好解锁，同样的副翼或方向舵通道也要最大行程，大家自己体会吧。当然，你可以设置多种模式或者大小舵，Normal模式只是为了解锁飞控用。油门、螺距曲线可按照你喜欢的直机操纵手感自己设置。
2、注意按照你的CCPM舵机布局来连接1、2、3号舵机，如果回馈不对，需要设置回馈反向，特别是对于有平衡仪的飞控，这个在试飞前一定要注意！！！评论 3楼 2012-03-21 01:00 飞鱼BH1JSS
今晚做了些玉兔飞控使用在ccpm直机上的先期工作：把原来在四轴上的飞控拆下来，用名片盒做了个盒子，装在了直机上（esky的king-3），为了测试自平衡时保证安全，把大桨拆下来，先测试三个ccpm舵机的反馈方向，可以干脆拆掉2根电调线。
不过玉兔飞控的各通道输出反向只对舵机起作用，也就是说选择了Tri三轴，只对4通道锁尾舵机可以反向，1、2、3通道原来是为电调输出设计的，反向不起作用。这点已经跟玉兔技术确认过了，很可惜。我现在的ccpm三个舵机的反馈方向刚好都是错的（其实是2个错的，因为我之前使用kk，改过一个反向舵机），因此需要全部改成反向舵机，明早弄吧。
测试了一下尾舵机锁定，感度在30%就可基本没有追尾现象了。
先上几张图：
评论 4楼 2012-03-21 19:22 回归自然
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发表于 2013-10-24 11:31
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视频里根本就没起飞，这能算测试？