赫星无人机飞控教程

多旋翼无人机的飞行控制算法主要涉及到自动控制器、节连式惯性导航系统、卡尔曼绿波算法和飞行控制 pid 算法等部分。自动控制器是无人机飞行控制的核心部分， 他负责接收来自无人机传感器和其他系统的信息，并根据预设的算法和逻辑对无人机的姿态、速度、位置等进行控制。 控制器通过控制无人机的电机，使无人机能够按照期望的姿态、速度和位置进行飞行。节连式惯性导航系统则是一种自主式的导航方法， 利用载体上的加速度计、陀螺仪等惯性传感器测出飞行器的脚运动信息和线运动信息，再结合初始姿态、初始航向、初始位置等信息，推算出飞机的姿态、速度、航向位置等导航参数。卡尔 慢绿波算法是一种以最小军方误差为估计最佳准则的地推估计算法。他利用潜意识刻的估计值和现时刻的观测值来更新对状态变量的估计，求出现时刻的估计值。在惯性导航系统中，卡尔曼绿波算法被广泛应用于对导航参数的估计和修正。 飞行控制 pid 算法是工程应用领域中最简单、最有效的控制方案。 pid 控制器根据给定值和实际输出值构成控制偏差，然后利用偏差给出合理的控制量，实现对无人机姿态和轨迹的控制。 在多旋翼无人机的飞行控制中， p i d 控制器被广泛应用于对无人机姿态、速度等的控制。此外，闭环控制是多旋翼无人机飞行控制的重要原理之一，通过形成闭环控制，无人机能够实现稳定的飞行。在 姿态模式中，无人机通过接收来自遥控器的期望姿态信息，控制器通过控制各电机油门，实现对期望姿态的跟踪，从而实现稳定的飞行。无人机飞控软件的架构通常包括以下几个主要部分，应用层， 这是整个飞控系统运行的核心。飞控日常飞行所用到的模块基本上都在这层，包括姿态控制、状态估计、导航模块等等。已完成多旋翼和固定翼完全自主的航点飞行。 应用层可以使用其他的控制软件，如 a p m playing， a p m captor， 但必须运行于中间层之上。中间层， 这一层提供设备驱动和一个微对象请求代理，用于非控上运行的单个任务之间的一部通信。这一层运行于操作系统之上，负责通讯功能。 not x 操作系统层，这一层 提供给用户操作环境，进行底层的任务调度。 not x 是一个嵌入式实时操作系统，其结构分层包括以下几个部分， n s h 和 a p p 层，这是实际的应用层，是应用程序，或者说是终端。 virtual file system， 该层主要作用是将对设备的操作转化为对虚拟文件的操作。 upper half drivers 层，这层驱动实现的是对各种设备的操作接口的定义，比如 p w m network graphic stone， 可以认为是系统的。 a p i lower half drivers 层，这一层负责与硬件直接交互，实现对硬件设备的驱动。 microcontroller peripheros 层，这一层包括微控制器和外设，是 not x 操作系统直接控制的硬件设备。这一层提供系统运行所需要的硬件驱动，如一些传感器、执行器等。无人机飞控的 底层驱动层主要作用是对硬件外设接口进行初始化配置为所需工作模式。具体来说，底层驱动层的主要任务包括初始化定时器，如 team 三和 team 七，分别配置为 p w m 输出模式和十毫秒定时中断模式，以满足飞行控制系统的不同需求。 初始化串口 usa rte 配置合适的波特率数据格式、停止位和教验方式，已与 sbox 遥控器接收机进行通信，获取必要的飞行控制信号。 在飞控系统中，应用层所有的功能被独立以进程模块为单位进行实现并工作，而进程间的数据交互就尤为重要。为了确保通讯符合实时有序的特点，需要一种安全的通讯机制。

我们来简单讲解一下飞控，我们以这个大江哪吒威二飞控为例来给大家简单讲解一下。在我们左上角，这是一个电源管理模块，下方为哪吒威二飞控模块，中间为 led 模块，右侧为 gps 模块。我们首先来看这个电源管理模块， 电源管理模块又称 pmu 模块及 power manage unit， 它的输入电压为二 s 到六 s 输出， 这边输出还带一个 ubec， 我们看到他的输出能力为三五伏。除此之外，他还具有电压检测功能 vs ins， 通过这一条数据线，我们可以将检测到的电压信息传递给飞控。 左侧为 gps 输入，右侧为输出连接到飞控下方，这里还可以连接其他的模块。我们来看这一个飞控， 飞控左侧为主要输入通道，右侧为输出通道，在左侧我们可以看到 aetu 分别对应着负 e、 升降、油门方向四个基本通道。还有这一个 u 模式选择通道，我们可以通过模式选择来选择我们的 返航模式或者是 jps 定点模式，以及高度锁定或者是姿态等其他模式。下方 x 一、 x 二、 x 三为扩展模式，我们可以通过这一些扩展模式来实现飞控的一些其他控制功能，比如云彩控制或者是返航点锁定 等其他控制功能。我们可以通过软件对这些扩展通道进行设置。右侧输出通道分别是 m 一到 m 六六个电机输出通道，还有 f 一、 f 二两个扩展通输出通道。 当我们使用八选 e 无人机时，可以将 f 一 f 二设定为电机输出送到来控制八个电条。 我们如果使用的是四选一无人机，我们可以使用 m 一到 m 四四个输出通道，我们如果还对我们的无人机增加了一些云台，我们可以使用 f 一 f 二作为云台控制通道。 这边我们看除了底下的基本输入通道之外，上方还有两个四针的插口，这两个插口分别是 led 模块， 还有我们的这一个电源管理模块插口。我们再看这个 led 模块， led 模块上面有 led 灯，通过这个 led 灯不同的颜色以及不同的闪烁状态，可以为我们提供非控当前的信息，是 gps 锁定模式还是姿态模式，或者是通讯链路丢失等其他的 等其他的展示功能。我们再看下方还有一个 usb 端口，我们可以通过这一个端口与电脑进行连接，来实现对飞控的参数调节。最后我们再来看这一个飞控这一个 jps 模块，这个 jps 模块他有一个 jps 支架， 我们看他上面还集成油这个罗盘，因为我们的飞机在飞行的时候，他的定位是由这一个加速度计来给我们的飞控提供，所以风一吹他可能就会偏离原来的位置。而 gps 可以给我们飞控提供当前的位置信息， 可以通过对位置信息做出修正来使我们的悬停更加稳定。磁罗盘可以给我们的飞控提供当前的偏航角度信息，可以判断当前飞行器距离 我们返航角度是多少向左转，向右转多少度，可以回到返航地点。那我们再看这个 gps 支架，他是由铝材料制成，因为金属材料 如果是磁性材料会对我们的磁罗盘产生干扰，我们所以要使用碳纤维等其他非磁性材料对我们的 gps 进行加高处理，因为 我们的无人机上电磁环境干扰较大，所以我们需要对其进行加高。然后我们简单的将这一个飞控与这几个模块进行连接，来给大家演示一下。首先我们需要将 cps 模块连接到我们的电源管理模块， 然后将电源管理的输出这里连接到我们的飞控，飞控这里有一个电源管理模块输入通道，然后我们将这一个 led 控制模块连接到 led 控制通道，控制这个输入。接下来我们再将这一个电池监测模块连接到我们的飞控，我们可以将它连接到我们扩展通道的第三通道， 这样我们的飞控就连接完毕。最后我们需要对我们的飞控进行参数调整，连接上计算机，对方飞控参数调整完毕之后，在飞行之前对 gps 进行一下校正，即可实现飞行，那飞控讲解就到。