如何找机架重心和飞控位置以充分发挥飞控性能---蝗虫搭V2一次成功，附组装过程，海

水国大兵II

潜了很长时间水，做了不少积累
前人种树，后人乘凉
在坛子里跟各位前辈学了不少
决定把过程跟大家分享一下
“重要因素”见下文
欢迎拍砖






四通一达和顺丰用遍了送来的各种配件


蝗虫，很喜欢这个机架


各螺丝固定还是按对角线原则拧紧


盘子中是KIT套件内的所有小件


套件有点坑爹
不少螺丝固定孔位置偏差严重，手工打磨修孔颇费功夫
图中底板是直接摆那的


好赢天行者40A，用过那么多电调
终于换上一款BEC是开关稳压的了
关于供电分配的问题在下文中讲


下面讨论的影响飞控性能的重要因素：

1、多轴的重心在哪里
2、飞控的安装位置在哪里

多轴的某些漂移、失控问题就是由于重心调错位，飞控安装不对造成的
当然，可能你怎样安了也能飞，毕竟飞控的算法不是1+1=2
但这已经埋下隐患
可能导致你辛辛苦苦造的爱机产生偏飞、不听使唤最终炸机


Naza在说明书中提醒用户“尽量安装在飞行器重心”
这大家基本都知道，关键是这个重心该怎么找？



多轴飞行器的重心都应调至各桨产生相同大小拉力时的“合力点”上（理论上是通过空间力系平衡方程得到的）
这样，多轴悬停时电机就能保持相同的拉力
然而如果重心偏离了合力点，悬停时飞控需要通过控制电机差速（改变转速最终改变拉力大小）
以此来平衡由于合力点相对重心的偏移而产生的扭矩
偏移距离越大，速度差越大

而多轴飞控正是通过转速差来修正姿态，悬停时若存在速度差，
会导致姿态修正能力下降（因为拉力组合变化范围变小了）

与此同时如果飞控安装位置又不恰当，飞控就活像一个骑自行车的人，
他右手扶左把，左手扶右把，你如果尝试过就知道多难控制了

由上述分析可得,拿到一个机架首先要找到其合力点，最后要通过调整设备安装位置将重心调整到这个点

再来分析飞控偏离重心的问题：
多轴在姿态修正时存在一个速度瞬心，当重心已被调整到上述合力点时，这个瞬心就在重心上
速度瞬心其实是指旋转中心，即线速度为零而角速度不为零的那个点
飞控位置偏离重心就偏离了速度瞬心，因此加速度传感器会检测到干扰加速度
偏离越大干扰越大，影响飞行状态判定
所以如果重心和飞控位置不对，怎么做校准结果都一样

综上所述
多轴的安装首先要找到合力点，然后可先将飞控安放至此点，随后安装其他设备，最后通过调节电池等将整机重心也放到这个点上来

接下来是实际找合力点的分析过程：
首先对于图中这样的标准结构机架，合力点就在图中黑点中心（借用V2 Quick Start Guide中的图）

但严格意义上讲这仅是在俯视得到的机架的二维平面上
飞行器是空间物体构成

而有的朋友将飞控安装在上层板，有的安装在下层板
实际上应该根据实际机架构成将其放于竖直方向更靠近重心（速度瞬心）的位置


再来看蝗虫这样的异形结构机架
如果你觉得蝗虫的重心和飞控安装位置就是电机对角线交点处,这就大错特错了~
蝗虫的四个拉力点（电机轴位置）构成一个等腰梯形
根据上述分析，取四个分别过电机轴（竖直向上）大小相等的拉力F，重力就是4F
建个坐标系，根据空间力系平衡方程
ΣFx=0
ΣMx（F）=0
ΣMy（F）=0
求出坐标即得，合力点位于等腰梯形对称轴的中点


图中对称轴上三个点自上而下依次是等腰梯形的对角线交点、我们要找的合力点和等腰梯形的重心
可以看出想当然的交点和实际应该找的点偏差较大


接下来就是异形四轴找合力点的实际操作，说了那么多，其实方法很简单
两根焊锡丝一勒，量出间距除以2，就是合力点

这个方法的正确性已得到验证
验证方法是在机架仅装上电机时，用手试一下此时机架的重心是否在我们找那个点
因为此时最重的设备是四个电机，机架重量基本可以忽略，此时机架便成了平衡方程的物理体现

飞控安装位置
Naza的箭头标识在平 面内尽量靠近这个点，竖直方向（放上板还是下板）还是按照前述根据实际情况确定
依此装好后将重心也调到这个点上来
这样装好后Naza的性能就感觉出来了

继续装机，分电板并了四个电调、图传、PMU


PMU单纯给飞控供电


一个电调的VCC拿来并联云台的两个舵机


直接用热缩管封紧



另一个电调的VCC用来给HDMI转AV供电
为了好看直接用USB线，先做个接头


GND从分电板引，VCC用插针接一只电调，热缩管封住

另外两个电调的VCC被拔出来直接套上热缩管
BEC一致性不好的电调尤其应该作此处理
电压偏差过大电源会变负载，引起发热降低效率
一个PMU其实都够给不少设备供电了~



蝗虫挂的不是狗而是TX100
恰巧他的MD3 AV输出口在下方不方便，于是不惜增加重量用了HDMI转AV，哈哈，勿喷哈
X宝上改好的HDMI转AV不便宜，买来自己拆


宿舍带不动风枪，两把烙铁吃力地将接头拿掉


开始觉得线也太贵买了根便宜的发现太硬太沉


割包皮，术后使用发现依然不给力没办法换了专用软线...


电路用热缩封一下


看了提醒，又给GPS接头做了个包皮手术，术后插得更深了


侧边收入，接收机是S.Bus总线的，只要一根就好，魔术贴固定


拆了最早跟随我的450，拿点侧板来拓展原本放狗的云台架


螺丝固定，都有点螺丝胶


横滚舵机原来用小舵机做了一个结构比较复杂的
发现虚位较大直接换了个金属齿的舵机
舵机也是不小幸亏450身上各种零件拿来固定


自组电池












第一次飞行外场校准


喜欢蝗虫不需要理由


第二次飞行








视频画质调得低，桨懒得做平衡，冬天就是简单试飞一下
各位看官见笑了，看得出这是哪吗？








其实Naza-M出来的时候就从模友前辈那里接触过
但看外观就觉得真的做得很用心
后来抢了朋友一个Lite拆开看，里面也不错（想看翻我帖子）
再看了旗舰天猫的那段视频，老总的一番话让我这个曾经的愤青听着挺受用的
个人很喜欢大疆创新，东西做得是perfect，也真的Innovating了，理念也非常棒喷子请高闭贵嘴，我就是个本科大三在读生，抒发己见，不代表什么利益群体
By the way，开头的图是放下控自己拿手机对着拍了半天挑出来的几张

潜水这段时间看到不少人说用Naza炸了
遂趁着自己的蝗虫飞后写了上述分析，希望对大家有点用
不知到底有多少人因为安装不当炸掉，但我觉得重心和飞控位置的问题不容小觑
其实不论什么飞控和机架，都需要正确组装才能发挥应有性能


多轴飞行器看似简单实则学问不小，设备是一方面，知识也很重要
多潜水，多学习才是王道

PS：由于水平有限，不对不妥之处敬请批评指正

dianjita2

分享经验的帖子要顶顶

xiaoweiwei2201

大兵加油，发帖一贯的全面

livesolo

很好的分析！
NAZA有个硬伤，不能像WKM一样设置飞控安装位置与重心的偏差距离，其实多数机架根本无法保证整好能将NAZA安装于重心位置。
建议DJI能对NAZA在调参软件中也增加飞控与重心偏差的设置。

cartoonsky

来支持下~~~~~看看这重量不能飞太久吧

ying10000

Naza 找中心是亮点. 楼主动手能力太强悍,在宿舍里完成这些工作不容易. 厉害.顶一个~

Cherish'

虽然 不用DJI的~还是 顶一个

挚爱天空

顶一个，很好的经验贴，楼主真用心，拍了这么多照片，很详细

wuxidongxing

非常好，拍的很详细，学习了

我爱玩飞机

论文不错，满分。

wangzhengtatata

拆了gps模块更安全，跟黑绵羊学习吧，从来不用dji gps模块

魔血之圣

必须顶 这么好的经验贴

luopeixuan

学习学习！

加国飞手

楼主牛人，赞一个！
动手能力真心不错！

水国大兵II

感谢各位来顶，向各位请教下帖子封面图片如何设置？

ancky

经验学习贴

a972792280

学习了

水国大兵II

感谢版主加精

sjm999

楼主好人啊，要顶

only紫色

支持大兵