無人機飛行不穩定常見問題

1、首先我們講一下飛機的控制邏輯

第一種常見的控制鏈路是由遙控器發射機通過2.4G無線信號將遙控指令傳送給接收機，接收機收到指令後，發送給飛控，飛控會將接收到的指令信號，傳給電調。電調接收到指令後，會通過控制電壓的變化控制電機進行相應的加減速。電機上會固定螺旋槳。這整個就是常見的控制鏈路。也就是遙控器發射機--遙控器接收機--飛控—電調—電機+槳。

那麼我們接著講第二條控制鏈路，地面站（PC版本的地面站，或者是移動端的APP）—通過數據線，或者是OTG線連接數傳地面端，地面端通過無線傳輸講地面站指令或者是設置好的規劃路徑傳輸給數傳天空端，數傳天空端收到信號後，一般是由串口講信號指令傳輸給飛控，飛控接收到信號後做出處理，將處理信號傳遞給電調、電調會將接收到的信號，變為控制電機的信號，控制電機加減速。這樣就完成了整個控制鏈路。

下面我們緊接著說一下飛控主要使用的感測器，首先是氣壓計，理論來講在海拔3000米以內,大約每升高10米,大氣壓減小100Pa、氣壓計是通過測量氣壓的變化，來判斷高度的變化，用在我們無人機上就是用於測量高度。IMU慣性測量單元，包含加速度計和陀螺儀、加速度計主要是測量加速度，加速度與時間的一次積分是速度。加速度與時間的兩次積分是距離，故加速度計主要用於用於測量速度和距離的，也就是說加速度計主要是用來測量飛機飛的有多塊，飛的距離有多遠，同時也可以檢測震動加速度有多大。陀螺儀主要是測量角速度和角度也就是飛機轉的有多塊，轉了多少角度。GPS定位模塊，首先我們講一下GPS的工作原理，衛星中有一個原子鐘，同時所有的衛星會向GPS接收機也就是我們說的GPS模塊發射一個信號。眾所周知光速是不變的，GPS通過接收到衛星的時間與原子鐘衛星的時間做比較，在空間坐標系中判斷自己的位置，投影到地球坐標系中，就變成了我們的經緯度，同時也可以測量相對於起飛位置的高度變化。這樣我們就很好理解GPS信號受到干擾了，遮擋信號會使得信號變弱或者是接收到的是反射信號，每一個位置的反射信號都不同，所以我們常看到在兩個樓宇之間飛機GPS模式也很難定住位置。GPS定的位置會一直飄動。磁羅盤主要是用來確定飛機方向，gps定的位置很精準，但是沒有磁羅盤，飛機就會找不著北。所以磁羅盤在受到干擾的時候，飛機畫圈會越畫越大。當然我們還會用到一些其他的感測器，比如毫米波雷達主要起輔助定高作用、RTK精準定位作用等等；當然對於飛行器來說，要想能夠穩定飛行，要滿足一定的力學平衡，多旋翼也不例外，對於多旋翼來說，抓要是滿足正扭矩與反扭矩的平衡，在懸停的時候滿足生理與重力的平衡。總體來說，多旋翼飛機，通過控制鏈路完成信號傳遞，飛控通過感測器測量數值的變化來感知自身的變化，然後將控制信號傳遞給電調，??調控電機的轉速來滿足一定的力學平衡。

那麼我們知道了飛行器的控制原理，信號的傳輸原理，下面我們進入正題，一起聊一聊常見的飛行姿態不穩定情況。

第一種情況，起飛後，姿態模式往一個方向飄；

首先我們先要了解，姿態模式GPS是不參與工作的，換句話說，飛機在姿態模式下無法實現懸停，理想情況下除外。其次姿態模式往一個方向飄，第一、從控制鏈路來說，是不是遙控器遙感沒有居中給他一個輸入信號。第二，從感測器角度來講，是不是飛控的陀螺儀原始水平位置與飛機平面位置不一致，也就是我們常說的沒有校準水平。第三，從力學平衡的角度來講，是不是電機的轉速不平衡導致的。也就是我們常說的電機不水平。第四，如果是輕微的飄動，速度不是很快地情況下正常裝機情況下，是姿態模式的正常反應。這幾種情況都是可能的原因，具體確定哪一種問題需要我們通過排除法測試，去確認具體是哪一種原因導致的問題。

第二種，起飛後，gps模式往一個方向飄；

首先GPS模式GPS是參與工作的，遙控器是不是沒有居中，尤其是微調，如果沒有居中會一直給飛控一個信號，這樣飛機就會向一個方向飄。第二，gps信號丟失或者是GPS信號受到影響，導致gps位置漂移。

第三種：起飛後，姿態模式穩定，一切到GPS模式就會畫圈；

這種情況很常見，基本都是由於磁羅盤受到干擾引起的。

第四種：起飛後，姿態模式和GPS模式都自旋；

這種情況也是比較常見的，基本是由於電機不水平導致的。懸停時如果電機安裝比較水平，正轉方向與反轉方向電機轉速應該基本一致。但是如果電機安裝不水平，會導致電機正轉與反轉輸出不一致。如果超過一定的平衡範圍，會導致飛機自旋。不管是在什麼模式下都會自旋。解決方式，重新調整電機水平。

第五種：飛行走不了直線（s線、直線但與機頭方向不一致）；

原因，1、gps受到干擾導致在飛行過程中，走S線。解決方式；重新校準磁羅盤。2、gps走的是直線但是與機頭方向不一致，這種情況可能是由於GPS安裝方向與飛控安裝方向不一致導致的。解決方式：將gps旋轉一定的角度與飛控安裝方向保持一致。

第六種：起飛後姿態高頻抖動/低頻晃動；

這種情況也是比較常見的，這種都是由於感度調節不對導致的。一般情況下對於拓攻飛控來說，低頻晃動時，將姿態感度和穩定感度同時加大。高頻抖動，將姿態感度和穩定感度同時減小。對於手感來說，一般選擇軸距比較小，相應速度比較快，反應在手感上就是比較跟手。選擇軸距比較大，響應速度比較慢，反應在手感上來說是不跟手。

第七種：起飛後飛機晃動很厲害，幅度很大，無法自穩，調感度也沒有用；

這種情況幾種原因，但都是跟震動有關，第一飛機本身震動比較大，超出了IMU測量的範圍。這種情況會導致晃動非常大，無法自穩。反應在黑匣子中是24列數值超過4，37列數值超過100.解決方式，檢查飛機連接部位與螺絲部位，是不是有鬆動。槳葉是否有損壞等；

第二種檢查飛控下面是否安裝了減震板，由於拓攻飛控本就內置了減震，所以不需要二次減震。如果二次減震，會導致IMU測量值有延緩，導致飛機過調或者是調控量不足，反應在飛機上就是晃動非常大，最終導致不穩定，或者是炸機。這種情況黑匣子數據中，24列和37列的數值都在範圍內。第三種情況遙控器會有跳舵，這種情況一般顯示在黑匣子中是遙控器輸入項，41-48列，輸出混亂出現頻繁驟變的情況。

第八種：起飛後大動作或者大載重躥高；

這種情況同樣也是由於震動導致的，前面我們已經說過，IMU是測量加速度的，震動係數同樣也可以用加速度表示。尤其是大載重的時候，震動如果明顯增大，如果超出IMU的測量值，飛機就會躥高。解決方式，檢查飛機結構件之間的連接。檢查螺絲是否鬆動。檢查槳葉是否破裂或者損壞等。

第九種：姿態模式飛行穩定、gps模式飛行姿態不穩，小動作很多。

這種情況，也是比較常見的。姿態模式用的感測器比較少，只有IMU在工作，所以干擾因素也會比較少，基本情況只要是震動不是很大操作和飛行姿態都會反應良好。但是GPS模式下，使用所有的感測器。所以在gps模式下也會覺得反應速度比較慢，也就是手感比較肉。小動作多可能原因，1、gps搜星不穩定，會有跳星的情況。2、磁羅盤受到干擾，也會導致小動作。3、槳間距不合適，會導致氣流相當紊亂，最終引起的是飛行不穩定，也會導致小動作比較多。這種情況要多試，最終選擇出合適的軸距。4、遙控器會有跳舵，飛控接收到的信號也會一直變化，最終引起飛行不穩定，小動作特別多。