我以為只要飛控好用，飛個(gè)飛機(jī)還不是輕而易舉，當(dāng)裝好機(jī)架和航電，飛機(jī)起飛后我才發(fā)現(xiàn)事情沒那么簡(jiǎn)單。

飛機(jī)起飛后，姿態(tài)非常不穩(wěn)定，一直在晃，有點(diǎn)原地畫圈的感覺，從電機(jī)輸出上可以看出，飛控一直試圖調(diào)節(jié)yaw。

于是我讓飛手，試試控制偏航，飛手表示偏航控制很奇怪，動(dòng) yaw 的時(shí)候，roll 和 pitch 也在跟著動(dòng)。

我又讓飛手單獨(dú)控制 roll 和 pitch ，現(xiàn)象是飛機(jī)的姿態(tài)動(dòng)作非常不穩(wěn)，動(dòng)作不干凈，無(wú)論控制哪個(gè)軸飛機(jī)的其他兩個(gè)軸都會(huì)跟著動(dòng)，姿態(tài)動(dòng)作非常不干凈，飛手的操控感覺也很差不跟手，我從電機(jī)輸出上也可以看出電機(jī)輸出一直在非常快速的大幅度變化。

(測(cè)試的時(shí)候我是希望飛手做大機(jī)動(dòng)，姿態(tài)滿桿飛行的，但是當(dāng)時(shí)已經(jīng)12點(diǎn)多了，而且姿態(tài)控制的手感不好，飛機(jī)一直在晃，飛手不敢做大機(jī)動(dòng)，只能輕微打桿，懸停測(cè)試。)

明明才在測(cè)試機(jī)上飛過(guò)的飛控，怎么突然就出問(wèn)題了呢？

首先猜測(cè)的是，參數(shù)與機(jī)架不適配，畢竟這個(gè)飛機(jī)比測(cè)試機(jī)大很多，那就調(diào)個(gè)參試試唄，畢竟飛控算法工程師嘛，調(diào)個(gè)參還是沒問(wèn)題的。

但是偏偏遇到個(gè)緊急問(wèn)題，因?yàn)槭浅霾詈献黜?xiàng)目，用的是別人的數(shù)據(jù)鏈，對(duì)數(shù)據(jù)量有限制，導(dǎo)致沒法在線調(diào)參，只能使用有線連接的方式調(diào)參，大大降低的調(diào)參的效率，所以每一次調(diào)參都要分析到位，有理有據(jù)。

1.電機(jī)高頻大幅度變化，極有可能是參數(shù)大了，于是第一次調(diào)參我選擇了把參數(shù)調(diào)小。試飛后，發(fā)現(xiàn)飛機(jī)的狀態(tài)沒有任何改善，我隱約感覺到事情沒那么簡(jiǎn)單，并對(duì)這次日志進(jìn)行分析。

首先是姿態(tài)環(huán)的狀態(tài)，可以看到實(shí)際值振動(dòng)很大，在期望值附近大幅度波動(dòng)

yaw 的波動(dòng)范圍能有3~4度，感覺有點(diǎn)控制不住yaw。

繼續(xù)分析角速度，roll和pitch的角速狀態(tài)也不是特別好，但是能看出有跟蹤的趨勢(shì)

這個(gè)z軸就非常奇怪了，實(shí)際值出現(xiàn)高頻振蕩，震動(dòng)范圍倒是不大，但是頻率太高，期望值完全淹沒在實(shí)際值中，沒有任何跟蹤趨勢(shì)。

而且z軸實(shí)際角速度不光比z軸期望頻率高，也比x,y軸的實(shí)際角速度震動(dòng)頻率高。

（z軸這個(gè)狀態(tài)是非常不正常的）

最后想看看電機(jī)輸出，可有發(fā)現(xiàn)根本看不出趨勢(shì)，波動(dòng)非常大。

2.根據(jù) roll , pitch 的跟蹤狀態(tài)，實(shí)際值在期望值附近大幅度波動(dòng)，我決定繼續(xù)把所有參數(shù)都調(diào)小。

試飛結(jié)果，飛手表示稍微有點(diǎn)改善，但依然處于非常不可控的狀態(tài)。

再次分析飛行日志，可以看出 roll 雖然跟蹤的不算好，但是起碼是能看出跟蹤趨勢(shì)了，之前的振蕩也消失了。

pitch 的跟蹤效果比較差，但能看出跟蹤趨勢(shì)，之前的振蕩也消失了。

yaw還是一樣晃動(dòng)很大，感覺飛機(jī)想要穩(wěn)定yaw， 但是做不到。

再看角速度，x軸效果很差，只有微弱的跟蹤趨勢(shì)。

y軸 和 x軸一樣差，看不出什么效果。

z軸倒是有了些許好轉(zhuǎn)，看出跟蹤趨勢(shì)了。

電機(jī)也有好轉(zhuǎn)了，能看出電機(jī)轉(zhuǎn)速變化趨勢(shì)了，變化范圍也變小了。

終于通過(guò)修改參數(shù)，飛機(jī)的飛行狀態(tài)有了些許好轉(zhuǎn)，雖然這時(shí)候還有很多疑點(diǎn)，但我覺得應(yīng)該還是參數(shù)原因。

于是我做了兩個(gè)決定，

1)遠(yuǎn)程改地面站，配合新數(shù)據(jù)鏈，方便在線調(diào)參 。

2)直接去參加飛行測(cè)試，只要有方便的調(diào)參工具，現(xiàn)場(chǎng)繼續(xù)調(diào)試肯定能調(diào)好。

在第二天長(zhǎng)途跋涉來(lái)到測(cè)試場(chǎng)地，測(cè)試了新的地面站調(diào)參協(xié)議后，可以在線調(diào)參，效率倍增。

于是和飛手配合，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了更加細(xì)致的調(diào)參。

雖然又有了點(diǎn)改善，但是飛機(jī)奇怪的扭動(dòng)一直都在，使得飛機(jī)在操控的時(shí)候，手感一直很差，一直有姿態(tài)耦合的感覺。

通過(guò)日志分析，roll效果有了提升，機(jī)動(dòng)的時(shí)候跟蹤不錯(cuò)，但是懸停時(shí)，會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。

pitch沒什么改善，跟蹤的不好，但有跟蹤趨勢(shì)。

yaw的效果依然很差，能有4度左右誤差。

再看角速度 x軸有跟蹤趨勢(shì)

y軸也有跟蹤趨勢(shì)

z軸沒有任何趨勢(shì)，依然是非常奇怪的高頻振蕩

這時(shí)候我才靜下心來(lái)仔細(xì)思考，這不可能是控制參數(shù)的問(wèn)題，對(duì)于z軸來(lái)說(shuō)，控制器即使控制的不好，出現(xiàn)的跟蹤時(shí)的超調(diào)或者振蕩，實(shí)際yaw的角速度變化也應(yīng)該低頻率的，不可能出現(xiàn)這種高頻的振蕩。

出現(xiàn)這種振蕩最有可能就是飛控的減震不夠，把機(jī)架的震動(dòng)直接傳到了飛控上。

于是我看了一下飛控的減震，覺得沒問(wèn)題，我又去動(dòng)了一下機(jī)臂，發(fā)現(xiàn)機(jī)臂與機(jī)身連接處剛度不夠，

于是我得出了一個(gè)結(jié)論，這應(yīng)該是飛機(jī)機(jī)身剛度不夠，機(jī)身在扭動(dòng)，導(dǎo)致飛控扭動(dòng)，產(chǎn)生的高頻振蕩。

于是我做了個(gè)決定，回去重做一個(gè)飛機(jī)機(jī)架。

經(jīng)過(guò)一整天的加工裝配，有了個(gè)新飛機(jī)，加固機(jī)架后，明顯用手已經(jīng)扭不動(dòng)飛機(jī)了， 簡(jiǎn)單飛一下，我就是想看飛控的扭動(dòng)效果有沒有改善，結(jié)果z軸角速度噪聲不光沒有減少，而且幅度還變大了。

而且連x軸角速度 也出現(xiàn)了同樣的問(wèn)題。

只有y軸角速度還能看見跟蹤趨勢(shì)

但這并不代表我們的分析是錯(cuò)的，我覺得是因?yàn)轱w機(jī)加固后，所有的震動(dòng)都直接傳到飛機(jī)上才會(huì)有這樣的結(jié)果。

所以還是震動(dòng)的原因，到底是什么導(dǎo)致了飛控振動(dòng)如此劇烈？

經(jīng)過(guò)排查，終于找到了導(dǎo)致飛控振動(dòng)的原因，先賣個(gè)關(guān)子。

處理過(guò)后，效果立竿見影，z軸角速度沒有了高頻振蕩，終于看見了趨勢(shì)。

雖然這時(shí)候姿態(tài)的跟蹤效果也并不好，但是之前奇怪的耦合，飛機(jī)異常的扭動(dòng)已經(jīng)消失了，飛手給的反饋是現(xiàn)在飛機(jī)能操控了。之所以效果還不好是因?yàn)橹拔野阉袇?shù)都調(diào)小了(減小噪聲對(duì)控制的影響)

目前這個(gè)狀態(tài)，我們就可以正式開始調(diào)參了。

簡(jiǎn)單的把參數(shù)加大后，姿態(tài)的跟蹤就好了很多，pitch的跟蹤效果明顯變好，yaw的波動(dòng)范圍也變小了。

是不是跟想象的不一樣？幾乎沒有看到跟蹤效果。

這是為什么呢？

x,y軸 是因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒有做快速的大機(jī)動(dòng)測(cè)試，所以飛機(jī)的角速度比較小，甚至小于陀螺儀的測(cè)量噪聲，自然是無(wú)法體現(xiàn)出跟蹤效果的。

z軸則是因?yàn)閰?shù)還沒調(diào)好，導(dǎo)致沒有比較好的跟蹤效果。

但是已經(jīng)比之前幾乎無(wú)法操控的飛行狀態(tài)好太多了，第一次覺得原來(lái)把飛機(jī)飛起來(lái)也可以如此激動(dòng)人心。

最后到底是什么引起的飛控振動(dòng)呢？飛控上有很多線，接電調(diào)的，接傳感器的，當(dāng)時(shí)為了美觀，把線扎在了一起，這樣線的就變成了一個(gè)整體，機(jī)體振動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致這個(gè)線在振動(dòng)，線就會(huì)拉住飛控一起振動(dòng)，把這些線都拆開，沒根線各自晃動(dòng)，相互抵消就不會(huì)拉著飛控晃動(dòng)了。

這次出差感觸最深的就是，無(wú)人機(jī)真的是個(gè)系統(tǒng)工程，每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要，不是說(shuō)飛控算法好，就能得到一個(gè)很好的飛機(jī)，大部分的問(wèn)題往往還輪不到通過(guò)調(diào)參來(lái)解決，如果從上帝視角重新分析這次的過(guò)程，其實(shí)是可以更早的排查出問(wèn)題的，看上去是經(jīng)驗(yàn)不夠，時(shí)間緊迫的情況下，對(duì)問(wèn)題沒有細(xì)致的分析。但本質(zhì)上，是對(duì)飛控系統(tǒng)的了解不夠深，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的波形，什么樣的問(wèn)題是飛控造成的，什么問(wèn)題是飛控解決不了的，其實(shí)是可以很快得出答案的。

這次吃了虧，馬上就又要出差了，我會(huì)做出兩點(diǎn)改進(jìn)：

1.增加詳細(xì)的代碼更新日志

2.每次起飛前想好測(cè)試項(xiàng)目，按照項(xiàng)目測(cè)試，測(cè)試完后立刻分析日志，避免盲目調(diào)參。

下次我會(huì)變的更強(qiáng)。

紀(jì)錄了一下傳感器濾波前的原始數(shù)據(jù)（之前都沒有記錄這些數(shù)據(jù)），之前直接用濾波后的數(shù)據(jù)分析是效率比較低的，直接看原始數(shù)據(jù)才是最高效分析振動(dòng)的方法。

濾波之前原始數(shù)據(jù)  gyro < 50deg/s  濾波后 gyro <20deg/s

濾波之前原始數(shù)據(jù)  acc < 5m/s^2  濾波后 acc < 0.5m/s^2

zinghd

一個(gè)有趣的飛控算法工程師

個(gè)人公眾號(hào)：無(wú)人機(jī)干貨鋪

長(zhǎng)按識(shí)別二維碼關(guān)注

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