风向标和风障

在大风中驾驶传统旋翼飞行器或某些多旋翼旋翼飞行器是一项挑战。问题在于任何平板表面,如传统旋翼飞行器的尾翼和吊杆,都会为风提供很大的作用面积。这会导致姿态和位置控制能力下降,电机和电调负载增加。

为了减少 VTOL 模式飞行时风的影响,ArduPilot 代码支持主动偏航轴风向调整,通过保持飞行器对准风向并减少暴露在风中的表面积,可以大大减少风对 VTOL 飞行的影响。

积极天气预报

当飞机在 "引导 "和/或 "自动 "模式下飞行时,"主动风向跟踪 "会将飞机转向风向。您可以通过设置 WVANE_ENABLE 参数为非零值,并选择在 "引导 "和/或 "自动 "模式下使用。默认情况下不使用主动式气象播报。

WVANE_ENABLE 价值

风向标方向

0

残疾

1

鼻孔进风(默认)

2

鼻子或尾巴迎风

3

侧入风中

4

尾入风

然后,您还必须将其设置为 "引导 "和/或 "自动 "模式的第 7 位。 GUID_OPTIONS 和/或 自动选项 参数。在任何其他模式下,它都不会被激活。

备注

启用气象平移将覆盖任务中的任何特定偏航控制,例如将机头指向 ROI 目标,或响应 MAVLink 偏航定位命令。如果启用了飞行员偏航控制,飞行员可以改变偏航,但一旦飞行员停止输入,飞行器将偏航回上述设置的 "气象平移方向"。

其工作原理是(飞行)控制器查看控制所需位置所需的滚转和/或俯仰姿态。基本算法是 "偏航进入滚转/前平移/俯仰"。如果飞机需要向右侧滚动以保持位置,那么它将转向该方向,前提是需要向右侧滚动以逆风保持(假设机头迎风)。同样,对于 "侧进风",它将适当使用俯仰角和偏航,试图将保持位置所需的俯仰角归零。

备注

默认情况下,气象寻的不使用俯仰,只使用滚动。这是为了防止在悬停姿态没有调整到原地悬停、无风的情况下出现不必要的持续偏航。如果 然后通过设置 WVANE_OPTIONS 将第 0 位设置为 "1"。如果在风从后面吹来的情况下定位(即大部分情况下用俯仰而不是滚动来保持位置),这将加快气象预报的速度。这不会影响 "侧进风",因为它始终使用俯仰,必须正确设置悬停修整姿态才能良好运行。

飞机偏航的速度取决于 WVANE_GAIN 参数。它将倾角转换为偏航度/秒。开始时的理想值为 1(1 度翻滚 = 1 度/秒偏航)。数值越大,飞机转向翻滚的速度越快。如果数值过高,则会导致偏航不稳定和振荡。

为了应对飞机上的少量微调,还有一个附加参数 WVANE_ANG_MIN 控制使用气象浮标前的最小滚动/螺距水平。默认值为一度。如果您发现飞机在无风的情况下也开始偏航,则可能需要提高该值。

还有一些其他参数可以控制 WeatherVaning 启用的时间(默认情况下全部禁用):

  • WVANE_HGT_MIN高度:允许在此高度以上进行风向标设计

  • WVANE_SPD_MAX:允许低于此地面速度的风向标

  • WVANE_VELZ_MAX最大爬升或下降速度:在此速度下,飞行器仍会尝试风向标的最大爬升或下降速度

  • WVANE_TAKEOFF:在自动起飞时覆盖天气预报方向*

  • WVANE_LAND:在自动着陆时覆盖天气预报方向*

备注

若要仅在自动飞行任务期间或在 "引导 "模式下起飞和着陆时允许气象观测,请设置 WVANE_ENABLE =0 但使用 WVANE_LAND 和/或 WVANE_TAKEOFF 参数来启用风化控制。

备注

可以通过一个 遥控辅助功能开关选项 "160"