本帖最后由 一丁 于 2014-5-7 11:32 编辑
这段日子，模友们常把我之前的一个老贴给顶了起来，作为一个玩多轴的老手（绝对不是高手，只是玩得久一点而已），也没给新手们什么帮助，觉得有愧。今晚抽空写一个小技巧贴吧，供新手参考。
这个贴来说说电机KV值不一致对多轴飞行器的一些影响及应对办法。
首先说一下电机KV值不一致的问题，电机KV值一致性好只是相对而言，同一品牌同一型号同一批次的电机，KV值不可能绝对一致，这是客观存在的事实。
在阐述这个问题之前，先说说多轴飞行器的反扭力与多轴飞行器转向之间的关系。电机带动螺旋桨旋转，会产生与电机轴方向一致（我们称为轴向）的拉力，而且转速越快拉力越大，这个大家都知道。但电机在带动螺旋旋转产生轴向拉力的同时，还会产生一种力，这种力的方向与螺旋桨旋转的方向相反，并且与螺旋桨旋转形成的平面平行，这种力称之为反扭力，也是随螺旋桨旋转的速度增大而增大。以V8结构的八轴为例：
图1
上图中，箭头所指的方向为螺旋桨的旋转方向，M1、M3、M5、M7奇数电机的螺旋桨旋转方向向左（逆时针方向），因此奇数电机旋转产生的反扭力方向则为向右（顺时针方向），同理，M2、M4、M6、M8电机旋转产生的反扭力方向则为向左（逆时针方向）。如果所有电机转速一致，因为奇偶电机数量相同，所以奇数电机产生的顺时针扭力与偶数电机诞生的逆时针扭力大小相等，方向相反，则两组扭力相互抵消，飞机保持当前方向不变，也就是飞机不会在水平面向左或向右旋转。
如果让两组反扭力实现方向相反（这不用说）、大小不同，即奇数组反扭力与偶数组反扭力不能完全抵消，存在大小差异，此时，飞机就会向反扭力大的方向旋转，实现转向。例如：假设让正在悬停状态的飞机的奇数组电机的转速高于偶数数电机转速，此时奇数组电机的轴向拉力增大，偶数组电机的轴向拉力减小，一增一减，两组电机产生的轴向拉力总和基本不变，所以飞机不会上升也不会下降，在高度上保持不变。但由于奇数组电机转速高于偶数组电机，因此奇数组产生的反扭力（顺时针方向）就会大于偶数组电机产生的反扭力（逆时针方向），飞机就会在水平方向沿顺时针方向旋转。飞控就是通过调节奇偶电机组的转速差来实现飞机转向的。
明白了上边的原理，下边来说本贴的主题：
电机KV值不一致是客观存在的，只是差距大小而已，这个可以通过转速测试仪测量得到，当然通过DJI的iOSD记录的电机输出曲线也能看出端倪，下图展示了一架V8飞机的IOSD电机输出曲线图：
图2
很明显，电机输出曲线呈现了明显的高低分组排列，这说明电机KV值不一致（当然可能与桨的形状和电调的行程有关，这里排除这两个因素），曲线偏高的电机，KV值偏低，曲线偏低的电机，KV值偏高，再把上图进行分解，得到下边两张图：
图31
图32
从两张图上可以看到，这真是天大的巧合，所有奇数电机的KV值比所有偶数电机KV值低！
那么这样的情况，会导致什么样的不良情况呢？如果电机的轴向拉力余量足够，也就是电机的拉力比飞机的重量大很多的情况下，看不出来有太明显的不良现象，这是因为飞控会自动调节电机输出，即给KV值低的电机输出更高转速的指令（图31），给KV值高的电机输出较低的转速指令（图32），让所有电机的实际转速达到基本一致，因为奇数电机组的实际转速与偶数电机组的实际转速一致，所以奇偶电机组产生的反扭力方向相反，大小相等，实现了相互抵消，飞机仍然不会向哪一边旋转。
但如果此时电机总的轴向拉力余量不够，比如飞机挂载了较重的云台相机，或者飞机遇到了下行气流等，此时即使飞控给出了极限转速的指令，仍然不能让KV值低的电机的实际转速与KV值高的电机的实际转速一致，此时就会出现自旋，或者明显感觉到操控困难，这种情况在遇到突发气流（阵风）和高速下降时，尤为明显。
下边说说解决方法：
更换一致性好的电机当然是好办法，但毕竟需要白花花的银子。我们不更换电机有没有办法解决问题，避免危险呢？
答案是肯定的，方法其实很简单，就是把实际KV值相同（或者相差最小）的电机进行奇偶配对安装就OK了。但奇偶配对也不是随意搭配，而是要保证在机架位置上的对称配对。如图1的V8机架，可以这样配对：M1与M2、M3与M8,M4与M7,M5与M6。下边以另外一架V8机架的iOSD电机输出曲线图逐一图解说明：
图5
从图5中的电机输出曲线可以看到，尽管各电机的KV值相差不是很大，但还差距仍然是存在的。
我们就从前边讲的奇偶配对来看看情况吧：
图6
从图6可以看到：M1与M2配对，可以看出M2电机KV值低于M1电机KV值；
图7
从图7可以看到：M3与M8配对，可以看出M3电机KV值与M8电机KV值基本一致；
图8
从图8可以看到：M4与M7配对，可以看出M4电机KV值低于M7电机KV值；
图9
从图9可以看到：M5与M6配对，可以看出M5电机KV值与M6电机KV值基本一致；
解决方案：保留M3、M8、M5、M6不变，把M1与M4电机位置对调，调整后，按原来的电机位置编号表述的话，另外两组奇偶配对就变成了：M4与M2,M1与M7,我们再看看调整后的曲线是怎么样：
图10
从图10可以看到，M4与M2电机的曲线重合度很高，KV值基本一致；
图11
从图11可以看到，M1与M7电机的曲线重合度很高，KV值基本一致；
通过以上调整，所有奇偶配对电机的KV值基本一致了，因电机KV值不一致而导致的自旋和不受控的风险基本消除，飞机的整体操控性提升不少。
至于其他机型，依葫芦画瓢就行。
怎么样？有帮助就猛顶吧。
补充说明：有模友说曲线与KV值无关，这里再次说明本贴讨论的命题假设就是电机KV值不一致对多轴飞行器的影响，在贴子中已明确排除桨形不对称、电调行程不一致等其他因素的影响，讨论一个命题，肯定得有命题假设，至于电调、桨以及电机安装不水平等因素，可以另立主题讨论。
机器调试是一个多因素的综合过程，本贴是就电机KV值不一致这一因素进行的论述。特此说明，以免误读误导。
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发表于 2014-5-4 23:27
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