多旋翼飞机的摆率型轨迹

可以使用以下参数设置在位置模式(仅)中启用轨迹类型:MPC_POS_MODE = 1

MC Jerk限制的轨迹调整是提供更平滑响应的替代轨迹。

摆率轨迹类型是一种简单的实现方式,其中使用摆率限制摆率和加速度(摆率和加速度限制不是硬约束)。

它允许基于用户意图(平稳的加速和快速停止)的非对称轮廓,并且当对摇杆输入的快速(可能是“急速”)响应比确保平稳的加速和减速更为重要时(例如:位置保持)。

本主题说明了如何调整轨迹类型。

位置模式

位置模式下,操纵杆输入被映射到位置控制速度控制

位置控制器(此处示意图)由一个外部P位置控制环和一个内部PID速度控制环组成。根据模式和情况的不同,两个回路都可能是活动的,或者只是速度控制回路。

在本主题的其余部分,术语“位置控制”表示两个回路都处于活动状态,而速度控制是指仅使用速度控制回路时的情况。

当操纵杆输入位于死区MPC_HOLD_DZ内时,位置控制处于活动状态,否则进行速度控制。

以下所有参数均为调整参数,不能直接映射到物理量。

MPC_ACC_HOR_MAX

该参数用于水平方向上的位置控制,假定车辆应停留在当前位置。速度设定值变化率的极限由MPC_ACC_HOR_MAX定义。该参数应设置为大于水平方向上任何其他与加速度相关的参数。

MPC_ACC_HOR和MPC_DEC_HOR_SLOW

在速度控制中,速度设定值的速率极限是从摇杆输入到加速度极限的线性映射中提取的,其中最大MPC_ACC_HOR和最小MPC_DEC_HOR_SLOW。例如,如果操纵杆输入为MPC_HOLD_DZ,则极限加速度为MPC_DEC_HOR_SLOW。如果操纵杆输入为最大(=1),则极限加速度为,MPC_ACC_HOR并且介于两者之间的任何操纵杆输入都会在两个参数之间线性映射。另外,MPC_DEC_HOR_SLOW当用户要求在当前飞行方向上减速时,也限制了速度设定值的变化。例如,如果操纵杆输入从最大值(=1)更改为0.5,则速度设定值更改将受限制MPC_DEC_HOR_SLOW

在从速度控制过渡到位置控制的过程中,存在一个从MPC_ACC_HOR到的硬切换,MPC_ACC_HOR_MAX并且将速度设定值重置为当前车速。复位和硬开关都可能在停止过程中产生不稳定的飞行性能。尽管如此,仍需要进行重置,因为平滑参数会给设定点带来延迟,这可能导致意外的飞行操作。

下面给出一个简单的示例,说明为什么需要重置。

考虑以下情况:用户要求悬停后全速运行,然后发出停止请求。这等效于最大摇杆输入,最大值1后接零摇杆输入。为了简化示例,假设MPC_ACC_HOR_MAX等于MPC_ACC_HOR,因此从速度控制切换到位置控制时,加速度极限没有硬切换。另外,我们假设可以要求的最大速度为4 m/s

在完全操纵杆输入期间,速度设定值不会直接从更改0 m/s4 m/s(也称为阶跃输入)-而是速度设定值遵循带有坡度的斜坡MPC_ACC_HOR。但是,车辆的实际速度不会完美地跟踪设定值,而是会落后。值越大,滞后将越显着MPC_ACC_HOR

如果不进行重置(顶部图),则在停止需求(等于0)时,速度设定值将以给出的最大速率下降MPC_ACC_HOR_MAX。由于滞后,车辆将首先继续在停车需求之前的方向上加速,然后缓慢减速至零。通过将速度设定值重置为当前速度,可以克服由于停止需求期间的滞后引起的延迟。

MPC_ACC_UP_MAX和MPC_ACC_DOWN_MAX

MPC_ACC_UP_MAX> =MPC_ACC_DOWN_MAX,否则固件将覆盖给定的值。

  • 位置控制: MPC_ACC_UP_MAX 给出z方向上速度设定值变化的极限 。
  • 速度控制: 操纵杆输入的速度设定值更改的限制是 MPC_ACC_UP_MAX 向上的,而 MPC_ACC_DOWN_MAX的限制 是向下的。

MPC_JERK_MAX和MPC_JERK_MIN

这两个参数仅在从速度控制位置控制的过渡期间有效。这两个参数的目的是最大程度地减少从前向飞行到悬停时引入的跳动(请参见MPC_ACC_HOR和MPC_DEC_HOR_SLOW)。

冲击参数控制速率极限,通过该极限可以将加速度极限更改为MPC_ACC_HOR_MAX。实际的加加速度值是从速度到加加速度的线性映射,其中全速映射到MPC_JERK_MAX,零速映射到MPC_JERK_MIN。可以通过设置MPC_JERK_MAX小于的值来关闭平滑处理MPC_JERK_MIN

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