尾随着

尾翼飞机

在ArduPilot尾翼中，任何垂直起降飞机类型都可以旋转 机身（和自动驾驶仪）在向前飞行和悬停之间移动时。

尽管有这个名字，但并非所有的尾巴都落在尾巴上。有些是 “腹式着陆器”，它们平躺以改善着陆 风中的起飞和着陆稳定性。有些可能有起落架 对于轮式起飞，其他人可能有支架或其他着陆辅助设备。

所有尾随者都被认为是ArduPilot中的QuadPlanes类型。你 应该从阅读 QuadPlane 文档开始，然后再转到此尾部特定文档 文档。

对于大多数尾座，将Q_TAILSIT_ENABLE设置为“1”，对于大多数尾座，或“2”对于仅直升机电机尾座（那些没有控制面，如升降机或副翼/升降舵）的特殊情况，可以启用尾座及其参数。

矢量和非矢量

ArduPilot将尾随者细分为两大类：

  • 矢量尾座可以独立于 机身的运动，赋予它们矢量推力

  • 非矢量尾座相对于 机身，并依靠大型控制面进行悬停权限（尽管双电机版本也可以使用差速推力进行机身框架偏航控制）

    • 非矢量有两个子类别，单/双电机和直升机电机：

      • 单/双电机使用一个或两个电机，如果双电机只能采用差速推力。单电机尾部类似于普通的3D飞机，可以使用暴露在单电机螺旋桨清洗下的大型控制面进行悬停以进行控制，但ArduPilot为悬停，徘徊和VTOL任务导航提供了控制稳定性。双电机增加差分推力以协助车身框架偏航控制，而直升机电机尾翼几乎与多旋翼飞行器相同，当处于垂直起降姿态时，飞行表面（如果存在）会增加控制。

      • CopterMotor使用三个，四个或更多电机，并以更像直升机的方式运行。这些可能有也可能没有可用于固定翼飞行的控制面进行控制。** 没有它们的CopterMotor尾翼（即只有一个没有控制面的起重翼）在固定翼飞行模式下必须始终使用其电机提供控制。设置 Q_TAILSIT_ENABLE = 2 会自动执行此操作。

尾座配置

固件版本 4.1 及更早版本

使QuadPlane成为尾部的关键是将Q_FRAME_CLASS=10或Q_TAILSIT_MOTMX设置为非零。这告诉QuadPlane代码使用尾座VTOL后端。

固件版本 4.2 及更高版本：

要使QuadPlane成为尾部，Q_TAILSIT_ENABLE设置为“1”或“2”，以告诉QuadPlane代码使用尾部VTOL后端。

如果Q_TAILSIT_MOTMX为零（默认值），则表示没有类似多旋翼的电机，它将向固定翼控制代码提供横滚、俯仰、偏航和推力（油门、油门左、油门右）值。然后，这些值控制您的副翼、升降舵、升降舵、方向舵和前进电机。

在设置尾部时，这有一个很好的好处，你可以 遵循手动和FBWA模式下的常规固定翼设置指南，以及 然后，当您切换到悬停时，所有控制方向都将是 正确。

这也意味着您可以驾驶任何有能力的固定翼飞机 作为单电机或双电机尾翼的 3D 飞行，并以 QSTABILIZE 等模式飞行， QHOVER和QLOITER。

但是，它也可以具有类似直升机的电机，例如传统的四翼飞机，如果Q_TAILSIT_MOTMX不为零。然后，此参数确定哪些电机在正常的向前飞行（平面模式）中保持活动状态。如果非零，则使用 Q_FRAME_CLASS 和 Q_FRAME_TYPE 参数配置多旋翼电机样式，相应的 MOTORx 输出将被激活。

Q_FRAME_CLASS决定了VTOL电机的数量和布局，Q_TAILSIT_MOTMX确定哪些电机在固定翼模式下处于活动状态，除了直升机电机尾翼的特殊情况，即使在固定翼模式下飞行时，控制无表面直升机尾翼（即始终运行电机以提供姿态控制， 即使在低油门下）。

ENABLE 列引用Q_TAILSIT_ENABLE参数，而 CLASS、TYPE 和 MOTORMASK 分别引用Q_FRAME_CLASS、Q_FRAME_TYPE 和 Q_TAILSIT_MOTMX。

电机布局

直升机尾座

如果 Q_TAILSIT_MOTMX 不为零，则支持所有直升机电机布局作为直升机电机尾部。请参阅直升机的电机布局部分。如果非零，则使用 Q_FRAME_CLASS 和 Q_FRAME_TYPE 参数配置多旋翼电机样式，相应的 MOTORx 输出将被激活。

注意

在4.1之前的固件版本中，CopterMotor Tailsiters没有使用任何偏航扭矩控制。横滚（相对于飞机主体）仅由飞行表面（副翼或升降机）控制。现在，QUAD PLUS 和 X 机架通过电机进行偏航控制，并且添加了没有扭矩偏航控制的框架类型 16 和 17，就像以前版本的 PLUS 和 X 一样。

注意

（固件 4.1 及更早版本）可以使用不使用固定翼控制面的 CopterMotor 尾翼，即基本上是带有机翼的四轴飞行器。对于该配置，所有直升机发动机都将设置为通过Q_TAILSIT_MOTMX在固定翼模式下处于活动状态Q_OPTIONS并且位掩码将位7（Force QASSIST）设置为在所有模式下激活QASSIST。对于固件 4.2 及更高版本，对于此配置，请使用 Q_TAILSIT_ENABLE = 2，这始终强制 QASSIT。在这种情况下，Q_TAILSIT_MOTMX将被忽略。

此外，还提供两种直升机尾翼特定配置，可为直升机式电机提供无偏航扭矩 （NYT） 控制：Q_FRAME_TYPE = 15（加号）和 =16 （X）。

（从上面俯视鼻子）

纽约时报四轮摩托车加电动尾翼

电机由 M1-M4 输出控制：

纽约时报四人组 X 电动尾座

电机由 M1-M4 输出控制：

单/双电机尾翼

如果Q_TAILSIT_MOTMX为零且Q_FRAME_CLASS =10，则使用单/双电机配置。电机也可以使用倾斜伺服系统进行矢量控制，这提供了更高的控制权限。如果不矢量化，这些帧依赖于暴露在道具流中的大型控制表面，以保持控制。电机布局如下所示：

（从上面俯视鼻子）

电机由油门控制，油门左，油门右输出：

自动驾驶仪方向

AHRS_ORIENTATION、加速度计校准和电平调整 应该全部用于固定翼飞行。固定翼飞行是 被认为是尾随者的“正常”方向。

  • 在VTOL飞行中，飞机的机头将尝试垂直指向 “水平”飞行

  • 在固定翼飞行中，飞机的机头将尝试指向 水平用于“水平”飞行

关键参数

固定翼飞行和垂直起降飞行之间的主要区别 尾部是：

  • 在VTOL中时，将使用直升机式PID增益（开始的那些 跟Q_A_RAT_x)

  • 在固定翼飞行中，将使用固定翼PID增益（和增益）RLL_RATE_xPTCH_RATE_x

  • Q_TAILSIT_RLL_MX允许将横滚极限角度限制设置为与Q_ANGLE_MAX不同的设置。如果保持为零，则俯仰和滚动都受到Q_ANGLE_MAX的限制。如果Q_TAILSIT_RLL_MX为非零滚动角将受到限制，并且俯仰最大角度仍将Q_ANGLE_MAX。如果您的尾部可以达到比安全侧倾大得多的俯仰角，则应设置此设置（某些机身无法仅使用偏航控制从高速刀刃飞行中恢复）。

  • Q_TRIM_PITCH可用于解释由于推力线未通过CG而导致的悬停俯仰角的任何偏移，或用于对抗用于在巡航中设置迎角的固定翼AHRS配平，而不是使用TRIM_PITCH_CD来调整配平，因为它仅在固定模式下并且AHRS配平会影响所有模式。设置此项，使战车不会在没有先导输入的情况下在QSTABLE或QHOVER中向前或向后漂移。

提示

校准加速度计后，使用“LEVEL”校准位置作为正常的固定翼飞行姿态，您可能会发现VTOL机头向上悬停向一侧（即地球框架滚动），以及从前到后漂移。虽然节距修剪有Q_TRIM_PITCH调整，但没有滚动调整。您可以使用任务规划器中的“LEVEL”仅校准按钮（MAVProxy中的“ahrstrim”命令）在机头向上垂直起降悬停姿态时设置俯仰和横滚修剪，如果您在这样做时将模式更改为QSTABIL或QHOVER。这可能会改变固定翼俯仰配平，但不会改变固定翼滚倾配平。因此，您可能需要重新调整TRIM_PITCH_CD参数以获得固定翼飞行中所需的俯仰姿态以及Q_TRIM_PITCH值，但这应该会纠正侧漂移。

矢量推力

如果您的尾座具有矢量推力，则应为左右两个倾斜舵机设置值 电机和左右电机油门。SERVOn_FUNCTION

注意

所有尾部都忽略Q_TILT_TYPE参数，并要求连续输出舵机，并将适当地驱动倾斜舵机。

例如，如果您的左倾斜伺服是通道 5，而您的右倾斜 伺服是通道 6，然后设置：

您需要将左油门分配给左电机，将右油门分配给右电机，例如使用 SERVO 7 和 SERVO 8 输出，分别用于左右电机电调：

您还需要根据需要设置正确的值以及正确的 和值。SERVOn_REVERSEDSERVOn_TRIMSERVOn_MINSERVOn_MAX

对于矢量推力尾翼，应禁用Q_A_ANGLE_BOOST。如果不禁用此功能，将导致油门随着机头下沉而减小，从而使机头进一步下沉并导致碰撞。

谨慎

撤防后，切换到QHOVER或QLOITER将迫使电机向前进入固定翼方向。如果以这个姿势武装，腹部保姆配置可能会发生道具打击。当油门升到怠速以上时，倾斜度将升高到 VTOL 位置，但罢工已经发生。解决方案是暂时将油门抬高到怠速以上，让倾斜度升高，将油门杆恢复到怠速状态，然后手臂。对于自动模式起飞也需要这样做，它应该从QSTABLE启动，发动机升起，布防，然后改为自动起飞。

倾转转子运动设置

请参阅倾转转子设置提示和倾转转子伺服设置

TVBS（推力矢量腹部保姆）

TVBS只是双电机矢量推力尾部，它不坐在尾巴上，而是坐在腹部。除了在水平姿势下确保道具清晰（即倾斜伺服器上有足够的投掷）外，不需要任何特殊的东西来使其从水平姿势起飞。

至少需要 45 度投掷，中立（固定翼飞行位置）的任一侧，60 度是最理想的。否则，当您抬高油门使其在起飞时垂直时，车辆会沿着地面“打滑”一点。起飞时，需要果断地移动油门悬停或悬停以上以减少“打滑”。

对于在固定翼，手动油门控制模式下着陆，有一个（89）将迫使倾斜伺服系统在怠速油门直立，并可选择强制俯仰到目标LAND_PITCH_CD以燃烧到正常的固定翼着陆。这允许在手动、ACRO、稳定和 FBWA 模式下有意或紧急固定翼着陆，而不会在可能发生的配置中发生螺旋桨撞击的风险。RCx_OPTION

矢量增益

有两种矢量增益可用。一个控制数量 悬停时的矢量推力运动，另一个控制量 向前飞行中的矢量推力运动。

Q_TAILSIT_VHGAIN参数控制悬停时的矢量推力。一个 典型值约为 0.8，这为矢量提供了大量控制 推力悬停。此控件与来自 Elevon混频增益（由MIXING_GAIN控制）。

Q_TAILSIT_VFGAIN参数控制向前矢量推力 飞行。典型值约为 0.2，它给出了少量 控制向前飞行中的矢量推力。此控件组合在一起 通过您的升降混合增益进行控制（由MIXING_GAIN控制）。

通过调整Q_TAILSIT_VHGAIN、Q_TAILSIT_VFGAIN和MIXING_GAIN的相对值，您可以调整从升降机获得多少控制权 并在每种飞行模式下进行推力矢量。

直升机电机PID增益缩放

有许多选项可用于缩放控制表面移动与速度。控制表面的有效性取决于他们看到的空速，在尾座配置中，这在很大程度上是由电机布局和螺旋桨清洗驱动的。 具有大量推力和小控制面控制权限的直升机尾翼对这些增益调度参数的敏感度要低得多。对于具有大型控制面的车辆，必须注意设置增益缩放以最适合配置。

增益缩放方案的选择是Q_TAILSIT_GSCMSK，它是一个位掩码，有些选项可以组合使用，有些则必须单独使用。

任何方案可以应用的最大和最小缩放比例由 Q_TAILSIT_GSCMIN 和 Q_TAILSIT_GSCMAX 设置。如果一个方案运行良好，但极端情况除外，则可以调整这些端点。

提示

缩放是相对于悬停油门点完成的，请确保在继续之前正确设置，请参阅：飞行模式、QHOVER 模式。

磁盘理论增益缩放是可用的最先进的方法，如果设置正确，应该会产生最佳结果。

油门缩放（位 0）

控制表面将直接用油门缩放。高油门将导致较少的控制面运动，低油门将导致更多。这种方法始终用于独立于Q_TAILSIT_GSCMSK的非 CopterMotor 尾座中的推力矢量缩放。

在高油门/倾斜时降低增益（位 1）

基于姿态/油门的增益衰减，使用此选项可减少高倾斜角度和高油门水平下的表面偏转，以防止在高空速下振荡。这可以与油门缩放结合使用。

磁盘理论（位 2）

圆盘理论增益缩放试图计算由于螺旋桨清洗和前进空速而在控制表面上看到的空速。为了完成此计算Q_TAILSIT_DSKLD必须设置。这是以公斤为单位的飞机重量除以螺旋桨的总盘面积。 每个螺旋桨的圆盘面积是根据半径计算的，然后应将所有螺旋桨的圆盘面积相加。这允许ArduPilot直接计算螺旋桨后面的空速，但是在真实车辆上，100%的控制面不在直接的螺旋桨清洗中。

例如，如果一半的控制面在螺旋桨清洗中，则计算出的磁盘负载值也应减半。为了获得最佳性能，需要进行一些调整，如果在高油门下看到振荡，则应减少Q_TAILSIT_DSKLD。

为了获得最佳效果，应安装空速传感器。

高度校正（位 3）

增益与高度成比例，在很宽的高度范围内操作时应考虑这一点，此方法可以与任何其他方法结合使用。

转换

尾部过渡与其他四平面过渡略有不同。

Q_TAILSIT_ANGLE指定在垂直起降模式下机头必须向下倾斜多远才能完成过渡到向前飞行。因此，例如 60 度的值会导致当机头达到地平线以上 30 度（从垂直方向向下 60 度）时从直升机切换到平面控制器（向前过渡）。 俯仰到向前飞行时使用的俯仰速率由Q_TAILSIT_RAT_FW给出，该速率将一直保持到达到Q_TAILSIT_ANGLE为止。

对于从向前飞行到 VTOL 的后退过渡，将使用飞机控制器，直到机头达到地平线以上Q_TAILSIT_ANG_VT。如果Q_TAILSIT_ANG_VT为 0，Q_TAILSIT_ANGLE将用于向前和向后转换。 俯仰到VTOL飞行时使用的俯仰速率由Q_TAILSIT_RAT_VT给出，该速率将一直保持到达到Q_TAILSIT_ANG_VT为止。

根据进入速度和过渡所需的时间，车辆可能会获得高度，有时甚至显着增加，因为油门在整个过渡到 VTOL 的过程中设置为当前Q_M_THRST_HOVER悬停推力值。这可以通过设置Q_TAILSIT_THR_VT用较低的值覆盖。通过实验，改变固定翼到垂直起降过渡的速率、角度和此参数，可以获得几乎水平的高度过渡。特别是对于没有控制面的直升机式尾翼，使用 Q_TAILSIT_ENABLE = 2，即使在低油门值或零油门值下也能保持姿态控制活动。

注意

在转换期间，飞行员输入被禁用，车辆姿态和油门完全由自动驾驶仪控制。

提示

转换完成后，ArduPilot将作为消息发送到GCS，这些消息可以在任务规划器消息选项卡中找到。如果过渡未正常完成，则应检查过渡参数和车辆调谐。例如，超时时间是根据角度和速率参数计算的预期转换时间的一倍半。`Transition FW done, timeout`

控制表面

虽然通常不推荐，但可以驾驶没有控制面的尾座飞机。应首先注意让飞行器在悬停模式下飞行良好。

  • Q_OPTIONS位7：强制Qassist将强制飞行器在所有飞行模式下使用直升机控制器。

  • Q_OPTIONS位 8：Mtrs_Only_Qassist 允许将直升机控制器用于电机，但将任何控制表面置于平面控制之下，这允许控制表面充当电机的“修剪片”。

请参阅辅助固定翼飞行，了解有关如何通过空速、高度、姿态和/或通过开关自动启用和禁用 Qassist 的更多详细信息。RCx_OPTION

尾部输入

您可以更改悬停在尾部时控制输入的方式 使用 Q_TAILSIT_INPUT 参数进行解释。选项是：

  • Q_TAILSIT_INPUT =0 表示在悬停时飞机的响应类似于 多旋翼，偏航杆控制地球框架偏航，以及 摇杆控制地球框架滚筒。这是一个不错的选择 习惯于驾驶多旋翼飞机的飞行员。

  • Q_TAILSIT_INPUT =1 表示在悬停时飞机的响应类似于 3D飞机，偏航杆控制地球框架横滚和横滚 操纵杆控制地球框架偏航。对于以下飞行员来说，这是一个不错的选择 习惯于在道具悬挂中驾驶3D飞机，但不是很有用 四处飞行时，由于地球框架多旋翼控制输入。

  • Q_TAILSIT_INPUT =2 和 3 表示飞机像 3D 飞机一样响应 偏航杆控制地球框架偏航，滚杆控制 飞行水平时的机身框架滚动。悬停时，这些选项的行为相同 分别为类型 0 和 1。这是通过拆分卷和 偏航命令输入到车身框架横滚和偏航组件中，作为欧拉俯仰的函数。

注意

由于尾翼机身框架相对于多旋翼机身框架的旋转，侧倾极限由参数Q_YAW_RATE_MAX（以度为单位）设置，偏航角速率限制由参数Q_TAILSIT_RLL_MX（以度/秒为单位）设置。俯仰限制由参数 Q_ANGLE_MAX（以厘米为单位）设置，如果Q_TAILSIT_RLL_MX为零，这也用作偏航速率限制。如果任何速率限制对于机身来说太高，您可能会在高速率下遇到姿态控制故障。

注意

Q_TAILSIT_INPUT在 QACRO 模式下被忽略。所有输入均以身体框架为参考。

尾座输入掩码

注意

不建议使用此功能，因为它在 4.2 及更高版本的固件修订版中已删除

支持有驾驶3D飞机经验并希望学习如何 手动悬挂，您可以设置以确定哪个 通道在 QHOVER 和 QSTABILIZE 中悬停时将具有完全手动输入控制，没有姿态稳定。Q_TAILSIT_MASK<Q_TAILSIT_MASK>

手动通道的掩码使用发射机输入启用 通道，使用参数指定。Q_TAILSIT_MASKCH<Q_TAILSIT_MASKCH>

例如，如果您正在学习如何驾驶 3D 飞机，并且您想要 一些帮助学习如何最好地控制方向舵，然后你可以 设置：

  • Q_TAILSIT_MASK<Q_TAILSIT_MASK>=8 （方向舵）

  • Q_TAILSIT_MASKCH<Q_TAILSIT_MASKCH>=7

然后当频道 7 超过 1700 时，飞行员将被满员 悬停时手动控制方向舵。这提供了良好的 3D 驾驶 一次在一个或多个轴上练习。

重心

尾随者的重心在额外的情况下很重要 尺寸。悬停时，重要的是不要太多 重量在飞机的腹部或背部，使其倾斜 前进或后退。这对于非矢量尤其重要 尾随者。

布防前问题

由于DCM中与偏航指南针融合相关的问题，当直指向上时，有时AHRS子系统在通电时会不一致，机头朝上。指南针校准中的轻微误差虽然会导致校准成功，但可能会使这种影响恶化。

结果是某些设置会导致布防前故障。通常它是“Pre-Arm：DCM 横滚/俯仰不一致的”x“度”或类似。如果这种情况持续发生，则可以使用以下两种解决方案之一：

  • 水平启动，并允许自动驾驶仪在此位置开始初始化。在 IMU 倾斜初始化完成后（通常在前 10 到 15 秒左右），可以在初始化的剩余部分（即在 GPS 锁定和 EKF 使用 GPS 之后）垂直设置尾座，然后布防。

  • 或者，如果您遇到上述预臂故障，请将尾座水平放置 10-30 秒，以使各种 AHRS 子系统同步。之后可以升起，布防应正常进行。

Previous倾转旋翼Next电调校准

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