控制分配 (混控)

注解

控制分配取代了在 PX4 v1.13 中使用的旧的混控方法。 PX4 v1.13 文档见： 混控& 驱动器 (opens new window), 构型文件 (opens new window) 和 添加一个新的机型配置 (opens new window)。

PX4从核心控制器获取所需的扭矩和推力指令，并将它们转换为控制电机或作动器的驱动指令。

指令间的转换取决于飞行器的物理构型。 例如，给“向右转”需要给出一个扭矩指令：

• 对于每个副翼都有一个舵机的飞机来说，该指令将会控制一个舵机向高处偏转，另一个向低处偏转。
• 多旋翼将会通过改变所有电机的转速来向右偏航。

PX4将这个转换逻辑区分开，这个逻辑被称为从姿态/角速率控制器输出的“混控”。 这样可以确保核心控制器不需要对每个机型构型进行特殊处理，可以大大提高复用性。

此外，PX4还将输出函数映射至指定的硬件输出。 这也意味着任何电机或舵机可以分配给几乎任何物理输出。

作动器控制流程

模块和uORB话题混控流程概览（点击全屏查看）：

备注：

• 角速率控制器输出力矩和推力设定值
• control_allocator 模块：
  • 根据配置参数处理不同飞行器构型
  • 进行混控计算
  • 处理电机失效
  • 发布电机和作动器控制信号
  • 单独发布舵机配平，以便在 测试驱动器 (使用测试滑块)时将它们添加为偏移。
• 输出驱动：
  • 处理硬件初始化和更新
  • 使用共享库 src/libs/mixer_module (opens new window)。 驱动程序定义了参数前缀，例如 PWM_MAIN 被库用于配置。 其主要任务是从输入话题中选择，并根据用户设置的 <param_prefix>_FUNCx 参数值将正确的数据分配给输出。 例如， PWM_MAIN_FUNC3 已设置为 Motor 2，第三个输出设置为来自 actuator_motors的第二个电机。
  • 输出函数定义于 src/lib/mixer_module/output_functions.yaml (opens new window)。
• 如果想要通过MAVLink控制其输出，请将相关的输出函数设置为 Offboard Actor Set x，然后发送 MAV_CMD_DO_SET_ACTUATOR (opens new window) MAVLink指令。

添加新构型或输出函数

请参阅该提交 (opens new window) 以了解如何添加新构型。 当 CA_AIRAME 设置为新构型时，QGC 界面将自动显示正确的配置界面。

该提交 (opens new window) 显示了如何添加新的输出函数。 任何uORB话题都可以被订阅并分配到一个函数。

请注意，控制分配的参数是在 src/modules/control_allocator/module.yaml (opens new window)中定义的。 此文件的架构参见 这里 (opens new window) （典型的，搜索关键字 mixer:）

设置默认机型构型

当 添加一个新的机型配置，需要设置合适的 CA_AIRAME 和其他默认的构型混控参数。

例如，可以参见机型配置文件 13200_generic_vtol_tailsitter (opens new window) 。

...
param set-default CA_AIRFRAME 4
param set-default CA_ROTOR_COUNT 2
param set-default CA_ROTOR0_KM -0.05
param set-default CA_ROTOR0_PY 0.2
...

设置构型和输出

当通过 QGroundControl 中的 Basic Configuration > Airframe 选择机型时，飞行器的几何构型和默认参数将为默认参数（来自frame configuration文件）。

特定机型的几何构型参数和飞控硬件输出映射可通过 QGroundControl 中的 Actuators 设置页面： Basic Configuration > 精Actuator Configuration and Testing 来设置。