[BF学院_卷1] -- 第七讲：为什么 Pitch Flip 只在 180° 看起来正确

第七讲：为什么 Pitch Flip 只在 180° 看起来正确

• 45°时发生什么
• 90°时发生什么
• 135°时发生什么
• 为什么只有180°看起来接近正确
• Pitch Flip 的真正意义

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本讲学习目标

阅读完本讲以后，你应该能够回答：

□ 为什么 Pitch Flip 在大多数姿态下都会失败？

□ 为什么越接近 180°，看起来越接近正确？

□ Pitch Flip 到底解决了什么问题？

□ 它为什么不能作为飞控控制算法？

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回顾上一讲

上一讲，

我们已经知道：

Pitch Flip（机体系 Pitch 翻转）

并不能得到正确的目标姿态。

真正正确的目标，

应该来自：

绕 Earth Z（地球坐标系 Z 轴）旋转。

那么，

这种错误，

究竟是怎样变化的？

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观察 Python 图

请运行：

07_pitch_flip_failure_curve.py

图中：

蓝色轨迹表示：

绕 Earth Z（地球坐标系 Z 轴）旋转后的正确位置

红色轨迹表示：

Pitch Flip（机体系 Pitch 翻转）得到的位置

灰色连线表示：

Pitch Flip 与正确姿态之间的差距

请重点观察：

45°

90°

135°

180°

四个位置。

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45°

此时，

Pitch Flip 已经明显偏离正确姿态。

虽然：

飞机已经开始朝正确方向旋转，

但是：

目标位置已经发生明显偏差。

这说明：

Pitch Flip

不能作为一般情况下的姿态计算方法。

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90°

继续旋转以后，

Pitch Flip 与正确姿态之间仍然存在明显差异。

虽然：

Top View（俯视图）

与

Side View（侧视图）

看到的误差表现不同，

但是，

两条轨迹始终没有重合。

说明：

Pitch Flip

仍然不能得到真正正确的位置。

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135°

继续接近 180°。

此时，

Pitch Flip 与正确轨迹，

开始逐渐靠近。

如果只观察局部，

很容易产生一种错觉：

Pitch Flip 好像越来越正确了。

实际上，

它并没有变成真正正确。

只是：

随着姿态不断接近特殊位置，

两种计算方式得到的结果，

开始逐渐接近。

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180°

到达：

180°

附近时，

Pitch Flip

终于几乎落在正确的位置。

于是，

很多人第一次学习飞控时，

都会误以为：

Pitch Flip

就是正确答案。

事实上，

这里仅仅是：

一个特殊姿态。

它并不能代表：

整个姿态空间。

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为什么会出现这种现象？

因为：

Pitch Flip

本质上仍然是在：

机体系（Body Frame）

里面进行翻转。

而真正希望得到的是：

地球坐标系（Earth Frame）

中的目标姿态。

只有：

当姿态恰好接近某些特殊位置时，

两种结果，

才会偶然接近。

这种接近，

并不是控制算法正确。

而只是：

几何关系产生的巧合。

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Pitch Flip 的真正意义

经过前面几讲，

我们已经知道：

Pitch Flip

并不能告诉飞控：

应该怎样控制飞机。

它真正告诉我们的，

只有一件事情：

正确目标姿态

到底应该在哪里。

也就是说，

Pitch Flip

只是帮助我们：

观察正确答案。

它并没有告诉飞控：

应该怎样到达那里。

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本讲小结

现在，

我们已经能够判断：

Pitch Flip

只能作为一种观察工具。

它能够帮助我们理解：

正确姿态在哪里。

但是，

真正的飞控，

并不会使用 Pitch Flip

去控制飞机。

因为：

飞控真正关心的问题，

已经不再是：

正确姿态在哪里？

而是：

既然已经知道正确姿态，

那么，

怎样才能让飞机真正飞到那里？

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下一讲预告

到目前为止，

我们一直讨论的是：

正确答案是什么。

从下一讲开始，

课程正式进入

Betaflight Angle Mode（自稳模式）

真正的控制流程。

第一步就是：

飞手打杆以后，

飞控究竟怎样得到：

Target Angle（目标姿态角）

整个控制链路，

将从这里正式开始。