电调信号问题

本页讨论了电调信号的几个潜在问题,这些问题可能导致不可靠的操作,甚至在起飞时坠毁。这些问题主要发生在较大型的 QuadPlanes 上,因为它们的电调系统与电源和(飞行)控制器之间的距离较长。

信号水平不足

大多数(飞行)控制器的输出都使用 TTL/CMOS 兼容信号,但通常只有 3.3V 电压。这最终会导致电调的信号波形或电平不佳,从而导致不可靠的运行。造成这种情况的因素有

  • 高阻抗(电阻或无功)线路运行

  • 电调输入负载过重

对于大型、高价值的载具,最好使用示波器检查每个电调的信号电平,以确保信号干净。最好在地面运行到至少 70% 的油门时进行检查,或者将载具实际固定,或者临时反向安装螺旋桨。

下面是两个电调信号的示例范围跟踪,用于显示输入负载过高或接线电阻过大的电调。如图所示,第二个电调的模拟电平约为 3V,略微偏低,但第一个电调的跟踪电平仅约为 2V,过低不利于可靠运行。

../_images/esc-signal.jpg

由于连接中的电抗较高,也有可能出现上升和下降时间较短,但电压水平足够的情况。这也会影响时间和性能,应予以纠正。

可能的解决方案:

  • 通过加大布线或缩短线路来降低布线阻抗

  • 使用没有如此高输入负载的电调

  • 为(飞行)控制器输出添加缓冲器,以提供 5v 信号和更大的驱动电流

  • 有些(飞行)控制器可以选择将信号电平从 3.3V 提高到 5V,这需要使用 brd_pwm_volt_sel = 1.请参阅以下支持此功能的(飞行)控制器列表(如果您能在 GCS 参数列表中看到此参数,则说明您的(飞行)控制器具有此功能):

(飞行)控制器 brd_pwm_volt_sel

诱导噪音

在大型载具上,电源线或电机相线通常与信号线平行,这就为高频噪声耦合提供了机会。如下视频所示,这有时会严重影响电调的运行:

以下是上述情况的范围痕迹:

../_images/esc-cycling.jpg

随着电流的上升,模拟信号中会产生噪声,直到噪声最终变小到足以被电调理解为关机脉冲宽度为止。

展开发生关机的部分,可以看到模拟信号最终变得足够嘈杂,以至于其数字逻辑电平被错误解读。

../_images/esc-noise.jpg

解决方案

  • 将信号线与通往电调的电源线实际分开

  • 在每条电调信号线上安装一个小型环形扼流圈(专为 1-10MHz 范围设计

  • 在电调的电源输入端添加电容器组。参见下一节。

电调过电压尖峰

在大型载具上,从蓄电池到电调之间的长电源布线会因引线电感而产生较大的电压尖峰。这些尖峰不仅会增加噪声,增加噪声耦合到电调信号控制线的可能性,而且还可能直接损坏电调。在电调电源输入端增加低 ESR 电容可以减少或消除这种情况。以下是这些应用中典型的电容器组示例 先进的电力驱动装置.

电调固件错误

某些电调固件版本包含的错误会严重影响 ArduPilot 的正确操作。下面列出了用户应注意的一些已知错误。如有可用的解决方法,也会列出。

带防火花连接器的 APD 电子调速器

使用 2022 年 11 月之前固件版本的防火花连接器和 APD 电调的载具可能会受到过压限制设置错误的影响。如果设置不正确(当预充电时间常数超过 200 毫秒时),电调将阻止电机制动,直到收到零油门指令。该问题可能导致电调进入只能加大油门的状态,这几乎总是会导致碰撞,并可能对载具附近的人员造成危险。

出现该问题的原因是电调固件中的以下逻辑:

  • 电调启动后 200 毫秒,对电源电压进行采样,最大电压为该点的 120%。

  • 在此之后的任何时间,如果电源电压高于这一水平,就会出现过压错误。

  • 当过电压错误发生时,除非(飞行)控制器要求将油门调至零,否则油门不会减小。

该功能旨在防止电机制动时将过多电能推回电池,从而导致电池过充或电调输入峰值过大。

如果电源电压的上升时间足够慢,以至于在 200 毫秒内电压达到实际电源电压的 80% 以下,就会出现问题。这种情况可能发生在使用防火花连接器连接电池时,尤其是在布线较长、电容增加较大的情况下。

固件更新可解决上述问题,可在以下链接中找到。

HV、HV Pro 和 UHV 固件.

F 系列固件.