四旋翼电池电压与油门曲线拟合

还在继续做着咱的四旋翼，我自己的飞控板子上集成有蜂鸣器。电池12v左右的电压通过4个100k的大电阻分压，然后用stm32的AD进行数据的采集。

蜂鸣器和电池电压测量电路图如下：



航模电池基础知识补充：

3s电池，建议使用到11.1v，也就是每节电池是3.7v。我查阅了相关资料：2.75V≈0%；3.56V≈5%；3.70V≈10%；3.75V=20%；3.85V≈50%电池电压与电量的基本关系。以上电压值均为无负载情况下的电压，有负载的电压情况根据放电电流大小来具体确定。也就是说，电池在实际使用中电压很容易掉到11.1v以下，不能直接设置阈值，低于11.1v报警。这样是不对的。所以才有了今天的工作。

更多电池知识请见下面博客：

http://tieba.baidu.com/p/3752844048

之前一直都没认真搞一下电池低电压报警（注：因为航模锂电池很脆弱，听说只要电池低过最低电压，电池立马挂），由于担心自己的电池挂，又因为没花钱买个BB响，就自己画pcb的时候预留了电压检测部分电路。 之前写的代码，总是误响，遂今天花了半天时间，自己拟合了一条电池电压与油门的关系曲线。拟合曲线图如下：



红色箭头所指，即为拟合后的曲线。 我的油门数据是这样来的： 电调pwm博范围是 1000 到 2000，所以这里我设置的pwm基础值为1000，那么我油门设置的是 0 到1000。

图上各个曲线意思为：

纵坐标：我ADC采集出来的原始值 （原始值 / 4096） * 3.3 * 4 = 电池电压值。【4个100k电阻分压】

横坐标：遥控油门数据0到700范围（已经转的相当快了）

最下面的几条曲线是我在电池电压快耗尽的时候记录的数据，最上面一条是充满电测试记录的数据。

首先我飞控代码中，写了断测试程序，每秒油门+10，每秒读取一次电池电压的AD采集值，存入数组，油门最大取到了700，也就是每次采集了70次的值。我上述数据是使用jlink硬件仿真看的数组值。其实有省事的方法，直接通过串口线传到电脑上，但是我买的串口线还没到。。

就是这样，哥凭借惊人的毅力，采集整理了6组excel数据，每组70个。然后我打开了自己的MATLAB，将excel原始数据导入到MATLAB中，进行绘图如下：

各个曲线是我在电池电压不同的时候测试的，最下面的2条是在电池电压接近11.2v测试的，当时相当担心自己电池挂啊。。。。

观察曲线，发现油门110以内，电池电压基本不变（因为电机还没有转动），之后曲线近似为直线，但是我呢感觉二次可能高大上点，于是使用 ——最小二乘法 拟合曲线的时候，我将曲线拟合成了2次的。

由于MATLAB水平比较渣，语法都不熟，于是计算最小二乘法系数矩阵的时候自己 用c语言写的一个测试工程，计算各个矩阵系数。

最后再通过MATLAB的 解方程组功能，解出拟合的曲线为：

y = 3504.3 - 0.1627 * x - 0.0014 * x * x

其实数学好的，可以直接通过高斯消去法手算。。。。



MATLAB操作如下：

1、 首先导入excel数据

2、 然后根据c语言求出来的数据，写MATLAB矩阵系数,即为图上AB矩阵，注意MATLAB矩阵写法

3、 A \ B求出 a0 a1 a2

然后就能得到拟合的曲线y

4、 画出拟合的曲线和原始曲线进行 对比 （油门110以上使用）如下图：



剩下的就是将公式转换到自己的飞控中，经过测试效果很好，不存在误报现象了。哈哈

测试代码、测试数据、最小二乘法资料以及测试截图见下面链接：

http://download.csdn.net/detail/zzw5945/9739247