自由式调校原则
本文仍在编写中，并非最终版本。
作者：Elia Palme、Daniel Appel、Hugo Chiang(DusKing1)、Mark Spatz 等。
目标
本文提供一套易于理解和执行的指导原则，用于为自由式飞行配置 Betaflight。
Betaflight 拥有庞大而活跃的开发者社区，更新和新功能发布频繁；但自由式飞手也常认为它过于复杂，难以跟上配置和功能的变化。
本指南旨在给出简明的原则和调校建议，帮助你充分发挥 Betaflight 在自由式飞行中的表现。
注意：编辑本指南前，请考虑先在原始文档中讨论改动。
原则与特性
自由式飞行的核心，是获得平顺、准确的特技飞行动作画面。
为实现这一目标，自由式四轴飞行器的调校应遵循以下原则：
- 优先平顺性，而非极低延迟和极其锐利的操控。
相比反应极端灵敏、仿佛能读取思维的四轴飞行器，自由式飞手通常更喜欢平顺、更“松弛”的手感。这有助于滤掉细微修杆，使画面更自然、更流畅。
- 优先可预测且一致的飞行行为。
一致性帮助飞手建立肌肉记忆、熟悉飞行器，从而获得信心和精度。顶尖飞手之一 Mr. Steel 以连续多年使用同一套配置、极少改动而闻名。
基于上述原则，可以归纳出应重点优化的三项特性：
| 一致性 | 一致性是指飞行器能根据给定杆量，以稳定、可预测的方式作出响应。四轴飞行器越可预测，飞手就越能获得精度和信心。 |
| 姿态保持 | 姿态保持是指飞行器维持既定轨迹并按预期运动的能力。姿态保持良好的四轴飞行器能抵抗外力造成的方向变化，仅响应飞手杆量。外力包括风、桨流扰动、振动等。良好的姿态保持带来平顺性。 |
| 响应性 | 响应性是指飞行器尽可能紧密地跟踪设定值（杆量）的能力。响应性良好的四轴飞行器具有很低的延迟和直接连贯的手感。 |
理论上，这三项特性同等重要；但在实践中，提高响应性可能会降低飞手平顺、稳定飞行的能力。
因此，建议适度牺牲响应性，以维持四轴飞行器可预测且一致的飞行行为。
Betaflight 调校
**重要说明：**以下建议值适用于典型的 5 英寸配置：使用 [1600 到 1800] KV 电机的 6S，或使用 [2400-2600] KV 电机的 4S。
VBat 压降补偿
此功能旨在让整段飞行中的电机响应保持一致（参见 BF 文档）。启用 VBat 压降补偿后，飞行器的响应会更一致、更可预测。
如计划使用此功能，务必在进行 PID 调校前启用它。
建议设置：5 英寸配置
| 值 | |
|---|---|
| VBat Sag Period (vbat_sag_lpf_period) | 200（20 秒） |
| VBat compensation | 40-70 |
💡 进阶注意事项
点击展开
VBatSagCompensation 会根据电池电压调节整体电机输出。使用较高的 VBatSagCompensation 值，例如 100，会尝试消除电池响应从满电到 3.3V/节阈值期间的功率衰减，从而让飞手较难感知电池压降。整段飞行中，相同油门输入始终得到一致响应固然很好；但这种做法的固有风险是：若用尽电池容量，飞行表现会从正常状态很快转变为单节电压低于 3.0V。习惯根据电池压降判断何时应落地的飞手，通常更愿意使用较低的数值。
受锂聚合物电池的化学特性影响，在低于 3.0V/节时继续使用会使锂沉积在阳极上，永久降低电池容量和峰值放电能力。应尽可能避免这种情况。
PID
PID 是四轴飞行器调校的核心；通过 PID 调校，可以获得良好的飞行器姿态。
D 是实现平顺飞行最重要的 PID 项。它有助于减小桨流扰动，并抑制四轴飞行器的多余运动。自由式四轴飞行器通常使用较高的 D 增益。
为平衡高于常规的 D 增益，也需要提高 P。
一种简单的 P、D 调校方法是：先设定目标 D 增益（例如 45），再缓慢提高 P，直到翻滚和横滚动作不产生回弹为止（参见 UAV Tech 视频）。
默认 I 项通常已足够；但若四轴飞行器感觉松散，提高其增益可以改善整体姿态。
建议设置：5 英寸配置
| P | I | D | |
|---|---|---|---|
| 横滚 | 60-70 | 90-100 | 40-50 |
| 俯仰 | 60-70 | 90-100 | 40-50 |
| 偏航 | 30-40 | 90-100 | 0 |
💡 进阶注意事项
点击展开
各轴的设定值跟踪延迟应保持一致
要进一步提高一致性，必须正确调校所有轴（横滚、俯仰和偏航），确保每个轴的设定值跟踪延迟相同。
由于偏航轴产生扭矩的方式不同，它可以容忍略高的跟踪延迟。这或许只是很细微的影响，但也解释了为何提高偏航 P 值常能改善性能，尤其适用于更大的机架，或质量分布离重心较远的设计。
电机输出到顶
影响一致性的另一个重要因素是：飞行器执行动作命令时，电机不应输出到顶。否则响应性会完全不同，也会变得难以预测。这同样是保持一致性的关键：所有轴都必须保有足够的动力和控制余量。
前馈
前馈（Feed Forward）用于帮助四轴飞行器更紧密地跟踪设定值（杆量）。换言之，它可减小摇杆动作与四轴飞行器动作之间的延迟。
前馈会在混控器中比其他 PID 输入更直接地应用杆量，减少 PID 控制器必须先响应设定值误差才能响应操控输入的需求，从而提高响应性。
前馈会根据摇杆动作预判即将出现的 PID 误差，因此能提高响应性。
建议设置：5 英寸配置
| 前馈过渡（Feed Forward Transition） | 0.9-1 |
| 前馈（Feed Forward） | |
|---|---|
| 横滚 | 90-100 |
| 俯仰 | 90-100 |
| 偏航 | 90-100 |
动态 D
动态 D 会在平顺飞行时维持较低的基础 D，以降低电机温度和噪声；在激烈动作和桨流扰动时，则将 D 提高至上限。对于噪声较高或不够干净的装机，它可让你采用可控的基础 D，同时在需要时仍保有阻尼效果。
动态 D 可能对一致性产生不利影响，因为 D 不再恒定，而会随动作快慢变化。平静飞行时使用较低 D，也可能略微降低平顺性。
建议设置：关闭或保守使用
对于干净、低噪声的装机，关闭动态 D（将 d_max_roll 和 d_max_pitch 设为 0，或设为与基础 D 相同）可保持 D 恒定，并最大程度提高飞行一致性。
完整说明请参阅动态 D 指南。
TPA
TPA 会在超过某个油门阈值后降低 D 和 P 增益。该功能用于处理采用高 PID 增益的四轴飞行器在高油门时，因电机噪声引起的快速振荡。
与动态 D 类似，该设置可能影响一致性：施加更多油门时，旋转速度会提高。参见 BF 文档。
提高默认断点值，可使中油门附近的 D 也保持恒定。
建议设置：5 英寸配置
| Rate | Breakpoint | |
|---|---|---|
| TPA | 0.40-0.50 | 1600- 1750 |
较低的 Rate 和较高的 Breakpoint 会提高一致性，但最终可能引发振荡。请仔细调校这些设置，在避免振荡的同时尽量减小 TPA 的影响。
推力线性化
若为避免高油门振荡而需要异常大的 TPA，但低、中油门表现良好，可考虑降低 TPA 并使用 thrust_linear。推力线性化用于处理油门输入线性、推力输出却呈指数变化的情况。这可能发生在推重比偏离常见范围的装机上。此时，可使用 thrust_linear 在低油门提高 PID 响应、在高油门降低 PID 响应。
thrust_linear 默认值为 0。若 TPA 无法充分消除振荡，thrust_linear 是合适的下一步措施。
由于 thrust_linear 会在低油门提高 PID 响应，在引入 thrust_linear 前，应先在滑块上将主 PID 值降低一到两档。初始将 thrust_linear 设为约 25，然后以 5 为步长递增，同时观察其对高油门振荡的影响。
I 项放松与 iterm_windup
I 项放松（I term relax）旨在抑制快速机动期间的 I 项继续累积，以避免 I 项在翻转和横滚动作中导致回弹（参见 BF 文档）。
建议设置：5 英寸配置
| 轴 | 类型 | 截止值 | |
|---|---|---|---|
| Iterm Relax | RP（仅递增） | Setpoint | 7-12 |
Anti Gravity
Anti Gravity 会在检测到快速油门变化时提高 I 项。该功能用于减轻油门变化时飞行器机头的倾斜（参见 BF 文档）。
Anti Gravity 有助于提高平顺性，并在加速冲刺、Power Loop 等快速油门变化的动作中保持姿态。
建议设置：5 英寸配置
| 增益 | |
|---|---|
| Anti Gravity | 3.5 - 5 |
电机怠速油门值、动态怠速值与推力线性化
将电机怠速油门值设得低于默认值，可获得更长的滞空时间和更干净的俯冲。但代价是零油门时姿态保持较弱，并增加电机不同步的风险。
动态怠速值和推力线性化有助于减轻这些副作用。
动态怠速值用于定义最低电机 RPM；将其设为合理数值可避免电机 RPM 过低导致的不同步。
推力线性化可在低油门提高 PID 增益，以补偿电机低 RPM 工作时相对高 RPM 时较弱的响应性。它可能与高油门时的 D 增益相互影响，可能需要使用更高的 TPA_rate 予以平衡。
建议设置：5 英寸配置
| 值 | |
|---|---|
| 电机怠速油门值 | 3% - 4% |
| 动态怠速 | 需要根据文档计算。 |
| 推力线性化 | 20-25 |
RC 平滑
高于默认值的 RC 平滑有助于减少遥控链路噪声造成的杆量毛刺。
建议设置
| 值 | |
|---|---|
| RC 平滑 | 20 |
Betaflight 滤波
通常而言，滤波越少越好，因为滤波会引入延迟。自由式飞行建议采取较保守的方案，保留足够的滤波量。滤波不足会影响平顺性，某些情况下甚至会烧毁电机。
通过渐进式调校，先尽量减少陀螺仪 LPF 滤波（它对相位延迟的影响最大，会使桨流扰动响应变差），然后减少动态陷波滤波引入的延迟（理想情况是单个陷波，使用较小的 DFT bins：W=0、Q=250、MinHz 105、MaxHz 465）。
最后，尝试降低 D 项滤波；滑块最高可调至 1.4，仍能很好地衰减大部分 D 项噪声，同时降低相位延迟。
ESC 设置
PWM 频率
提高 PWM 频率有助于让电机运转更平顺、控制更细腻，但会损失部分推力。
**警告：**提高 PWM 频率可能在零油门或低油门时引入晃动。可通过提高推力线性化或动态怠速值减轻这一不良影响。
建议设置：5 英寸配置
| 值 | |
|---|---|
| PWM 频率 | 48kHz - 96kHz，或使用可变 PWM 频率 |
💡 进阶注意事项
点击展开
提高 PWM 频率通常会使电机运行更平顺，并可能缓解因混叠导致的部分中油门振荡；但较高的 PWM 频率也有缺点。随着 PWM 频率提高，PWM 分辨率必然降低；此外，根据 ESC 开关所需的死区时间，低油门响应性也可能下降。