传统旋翼飞行器 - 尾旋翼设置

控制尾旋翼以保持偏航稳定和提供偏航控制有几种方法,每种方法都有独特的设置。尾旋翼 H_TAIL_TYPE 参数用于指定控制尾翼的方法。可用尾翼类型列表如下:

  • 仅伺服:ArduPilot 将像尾旋翼陀螺仪一样提供尾旋翼稳定功能,并控制尾旋翼叶片的俯仰。

  • 带外部陀螺仪的伺服器:ArduPilot 将输出偏航要求,而不通过外部陀螺仪提供直接的偏航姿态稳定。

  • 直接驱动可变螺距 (DDVP):尾旋翼不是像上述情况那样通过机械耦合从主旋翼上驱动,而是使用电动机,由 ArduPilot 控制电动机(斜坡上升/下降、工作点)。主偏航控制通过尾桨俯仰伺服器进行,如上所述。

  • 直接驱动固定螺距顺时针方向(DDFP CW):尾旋翼由电机驱动,电机的电调由 ArduPilot 控制,以保持偏航稳定性和偏航方向。从上方看,与顺时针旋转的主旋翼一起使用。

  • 逆时针直接驱动固定螺距(DDFP CCW):尾旋翼由电机驱动,其电调由 ArudPilot 控制,以保持偏航稳定性和偏航方向。从上方看,与逆时针旋转的主旋翼一起使用。

尾桨类型

仅伺服 H_TAIL_TYPE = 0

仅伺服尾翼类型使用连接到(飞行)控制器输出端的伺服器,其 SERVOx_FUNCTION 被选为 电机4 来控制尾桨螺距滑块。尾桨速度由与发动机和主轴的物理连接(尾桨轴或皮带)控制。根据您的伺服设置和机械投掷,设置 SERVOx_MIN, SERVOx_MAXSERVOx_REVERSED 参数值。设置 SERVOx_TRIM 下文将对此进行讨论。

请务必检查尾舵的操作方向。移动舵杆并注意尾旋翼螺距的变化。确保螺距的增大或减小能够使推力的变化导致所需的运动方向。如果不是,请用 SERVOx_REVERSED 参数。

带外部陀螺仪的伺服 H_TAIL_TYPE = 1

该选项不需要 ArduPilot 同时控制所需的偏航率和稳定性,而是依靠外部陀螺仪来实现稳定。在仅使用伺服器的情况下,仍使用伺服器向尾翼输入偏航率要求,其设置如上。

外部陀螺仪增益可通过 H_GYR_GAIN 使用(飞行)控制器的 "Motor7 "输出函数 "SERVOx_FUNCTION "来设置参数。

在 ACRO 模式下,该增益可更改为 h_gyr_gain_acro 参数(如果非零)。

直接驱动可变螺距 H_TAIL_TYPE = 2

直接驱动可变螺距(DDVP)尾翼类型使用单独的尾翼电机和可变螺距螺旋桨。单独的伺服器用于控制尾桨螺距。伺服器的设置与仅有伺服器的尾翼类型类似。 SERVOx_FUNCTION Motor4"("4")分配给与尾桨伺服器物理连接的伺服器通道相对应的输出编号(默认为输出 4)。对于尾翼电机,"HeliTailRSC"("32")被分配给尾翼电机电调实际连接的电机/伺服通道(默认为输出 7)。

电机电调的量程由其输出的 SERVOx_MIN/MAX 参数,ArduPilot 会根据情况将其输出升高或降低到正常工作值。 H_TAIL_SPEED 参数。

直接驱动固定螺距 H_TAIL_TYPE = 3 或 4

直接驱动固定螺距(DDFP)尾翼型使用一个固定螺距尾旋翼和单独的电机。稳定和偏航由该电机的速度控制。它有两种选择:一种是从上方看主旋翼顺时针旋转,另一种是从上方看主旋翼逆时针旋转。主旋翼旋转时,请务必选择 DDFP 尾翼类型。在这种情况下,由于尾桨是固定螺距的螺旋桨,因此可以通过尾桨速度来控制尾桨推力。尾桨 SERVOx_FUNCTION 32"(HeliTailRSC)应分配给尾翼电调实际连接的伺服通道(默认为输出 7)。

有几个参数可以使尾桨电机产生的推力线性化,从而提供更好的控制:

  • h_ddfp_thst_expo - 尾旋翼 DDFP 发动机推力曲线指数(0.0 表示线性曲线,1.0 表示二阶曲线)。默认 = 0.55

  • h_ddfp_spin_min - DDFP 电机推力的起始点,在整个输出范围内用 0 至 1 的数字表示。默认值 = 0.95

  • h_ddfp_spin_max - DDFP 电机推力饱和点,在整个输出范围内用 0 至 1 的数字表示。默认值 = 0.15

  • H_DDFP_BAT_IDX - 用于电压补偿的电池索引。默认 = 0。

  • h_ddfp_bat_v_max - 电池电压补偿最大电压(高于此电压不会对推力产生额外的缩放影响)。建议 4.2 * 电池数,0 = 禁用。默认 = 0。

  • h_ddfp_bat_v_min - 电池电压补偿最低电压(低于此电压不会对推力产生额外的缩放影响)。建议 3.3 * 电池数,0 = 禁用。默认 = 0。

这些参数的设置方法与 Copter 的电机缩放参数设置方法类似。参见 旋翼飞行器电机推力缩放 文件获取更多信息。

这些尾部连接类型概述如下:

类型

H_TAIL_TYPE

尾桨伺服器

尾电机电调

仅伺服

0

电机4

带陀螺仪的伺服器

1

电机4

直接驱动可变螺距

2

电机4

旋翼飞行器尾翼

直接驱动固定螺距(CW)

3

na

电机4

直接驱动固定螺距(CCW)

4

na

电机4

设置尾翼修整器

设置伺服输出的微调值对于确保尾旋翼控制环路的积分器偏移最小化以实现最大控制范围非常重要。集电极对尾桨的补偿也有助于实现这一目标,下文将对此进行讨论。

适用于使用 V4.5 或更高版本的 DDFP 尾件

如果没有 尾转子补偿集体 则建议使用 H_YAW_TRIM 参数的设置是为了尽量减少悬停时的偏航 I 项。要确定这一点

  • 确保在 LOG_BITMASK 参数。

  • 让飞机悬停,保持高度。为了达到最佳效果,最好在小风天进行悬停。如果可能,让飞机随风漂移,并保持固定的高度(ALT HOLD 在这方面非常有用)。

  • 飞行结束后,下载日志并找到 PIDY.I 信息。放大盘旋的飞行部分(应该是一条相对平坦的线)。确定 I 项的平均值。在 H_YAW_TRIM 参数。

  • 为确认操作正确,请重复飞行。现在,在飞行的盘旋部分,偏航/航向 I Term 应该接近于零。

如果 尾转子补偿集体 则设置 H_YAW_TRIM 足以补偿主旋翼零桨距阻力。

使用 V4.5 之前固件的其他尾翼类型和 DDFP

如果没有 尾转子补偿集体 则建议使用 SERVOx_TRIM 尾桨伺服器的 PWM 设置为与悬停所需的尾桨螺距或 DDFP 的电机速度相对应的 PWM。要确定这一点,请悬停飞机。飞行结束后,调出日志并确定悬停飞行时伺服器的平均 PWM 值。或者将其设置为 SERVOx_TRIM 或机械调整尾翼间距(非 DDFP 尾翼类型),以获得与 PWM 相对应的尾翼间距。然后设置 SERVOx_TRIM 到伺服中点。后一种方法通常更为可取。

如果 没有 尾转子补偿集体 则设置 SERVOx_TRIM 的 PWM,对应于尾桨螺距为零。或者,可以通过机械方式将尾桨螺距调整为伺服中点的零螺距。

尾转子补偿集体

集体到尾桨补偿用于消除集体俯仰角快速变化时飞机瞬间偏航的影响,并最大限度地减少积分器偏移。

在 4.3 及更早版本中,参数 H_COLYAW 使用。这种实现方式假定尾旋翼与集体叶片间距呈线性变化。在 4.4 及更高版本中,参数 H_COL2YAW 使用。这种实现方式采用了旋翼飞行器所需功率与重量之间公认的旋翼飞行器性能关系。设置该参数仅对一种旋翼速度有效。设置尾旋翼螺距,使其在 SERVOx_TRIM 值。如果旋翼速度发生变化,则可能需要重新调整参数。该关系使用集体至 1.5 功率来确定尾桨修正。建议从 0.5 开始增加参数,直到改变集体螺距时几乎没有偏航为止。另一种方法是确定悬停所需的偏航以及集体偏航,然后计算出数值。

另请参见 传统旋翼飞行器特技飞行设置