一、APM/EKF 无人机三级振动（Primary/Secondary/Tertiary）对照表
一、层级 & 频率定义
| 英文 | 中文 | 谐波阶数 | 频率特征 | 来源 | EKF 影响优先级 |
|---|---|---|---|---|---|
| Primary Vibration | 一级 / 主振动 | 基波（1 阶） | 低频 电机基频 | 电机转速、桨叶旋转 | ★★★★★ 最高 |
| Secondary Vibration | 二级 / 次级振动 | 2 次谐波 | 中频 倍频 | 机架共振、桨不平衡 | ★★★★ |
| Tertiary Vibration | 三级 / 三次振动 | 3 次谐波 | 高频 三倍频 | 结构谐振、飞控共振 | ★★★ |
二、安全阈值（m/s²，APM 官方标准）
| 振动等级 | X/Y 轴安全值 | Z 轴安全值 | 告警阈值 | 失控风险 |
|---|---|---|---|---|
| Primary | ≤15 | ≤20 | >30 | 悬停飘、高度不稳、EKF 频繁重置 |
| Secondary | ≤10 | ≤15 | >20 | 姿态抖动、定高漂移 |
| Tertiary | ≤8 | ≤12 | >15 | IMU 削波 Clip、航向偏移、炸机隐患 |
三、故障现象 & 排查逻辑
- Primary 过高：桨不平衡、电机动平衡差、螺丝松动 → 优先换桨、校电机
- Secondary 过高：机架共振、减震硬化失效 → 换减震海绵 / 硅胶减震
- Tertiary 过高：飞控高频谐振、滤波参数异常 → 调 EKF 震动滤波、加固机架
四、飞控日志对应字段
- Primary → VibeX/VibeY/VibeZ（主标准差）
- Secondary → Clip1 二次削波
- Tertiary → Clip2 三次削波
二、无人机 Primary / Secondary / Tertiary 三级震动 分步降振方案
（Pixhawk / ArduPilot 通用，按优先级从高到低处理）
1. Primary 一级主震动（根源：电机 + 桨）
最高优先级，不搞定二级三级永远降不下来
- 更换动平衡完好螺旋桨，歪桨、裂桨直接扔掉
- 电机做动平衡，轴承磨损、扫膛立刻换电机
- 拧紧桨夹螺母，杜绝虚位、旷量
- 降低起飞油门区间，避开低频共振转速
现象：悬停抖、高度乱跳、GPS 漂移
2. Secondary 二级震动（根源：机架共振 + 减震）
- 更换软一点飞控硅胶减震柱，不要硬海绵
- 机架碳管、机臂螺丝全部锁紧，杜绝结构松旷
- 避开机架固有共振油门区间
- 桨尺寸不要过大，KV 不要匹配过高
现象：画面果冻、姿态轻微抖动、EKF 偶尔报错
3. Tertiary 三级高频震动（最难降，谐波叠加）
三级震动 = 一二阶震动叠加倍频谐振
- 加固飞控安装，不要悬空软晃，软减震过度反而放大高频
- 清理飞控线束、扎带不要紧绷，避免线束传导高频震动
- 机臂、云台、脚架所有附件全部锁死，杜绝微小晃动
- 电机底座、安装垫片加厚加固，切断高频传导
- 软件滤波参数微调（APM）
INS_ACCEL_FILTER适当加大INS_GYRO_FILTER降低高频截止- 开启 EKF 震动抑制
现象：IMU Clip 削波、航向乱跑、莫名返航、炸机
最简排查口诀
- 一级看桨电机
- 二级看机架减震
- 三级看结构谐波 + 软件滤波
90% 无人机三级震动偏高，都是一级没修好，连带放大三阶谐波，不用乱调参数，先物理减震。
三、Mission Planner 快速查看三级振动日志（极简 5 步）
按此流程，1--2 分钟可定位一级 / 二级 / 三级振动 与IMU 削波，适配 Pixhawk/ArduPilot 全系列。
一、准备与配置（确保日志包含振动数据）
- 连接飞控 → 进入CONFIG/TUNING → Standard Params。
- 找到LOG_BITMASK ，设为Default + IMU（勾选 IMU 相关）。
- 点Write Params，飞行一段稳定航线（至少 3 分钟，含悬停 / 平飞）。
二、下载日志
- 进入Flight Data → 左侧DataFlash Logs。
- 点Download DataFlash Log Via Mavlink ，选最新日志，自动保存到
Mission Planner/logs/QUADCOPTER（按机型命名）。
三、打开日志分析
- 回到Flight Data → 点Review a Log ，选择下载的
.bin日志。 - 进入Manual Log Review界面，准备绘图分析。
四、核心图表绘制（三级振动 + 削波）
1. 一级 / 二级 / 三级振动（VIBE）
- 左侧列表找到VIBE ，展开后选中VibeX、VibeY、VibeZ。
- 点Graph selected data，生成标准差曲线（单位 m/s²）。
- 解读：
- VibeX/Y：一级主振动（电机基频），参考≤15；>30 需处理。
- 结合Clip0/Clip1/Clip2 ：二级 / 三级削波，持续增长 = 严重超标。
2. IMU 削波（三级振动直接证据）
- 左侧找IMU ，选中IMU.Clip0、IMU.Clip1、IMU.Clip2。
- 点绘图，观察曲线是否持续上升。
- 标准：全程为 0 最优；短时 < 100 多为硬着陆；持续上升 = 高频谐振严重。
五、快速判读口诀
- 先看Clip：不为 0→优先修三级高频（结构 / 线束 / 软件滤波）。
- 再看VibeX/Y：>15→修一级（桨 / 电机 / 桨夹）。
- 最后看VibeZ：异常→查桨叶弯曲 / 电机轴向间隙。
六、常用阈值速查
表格
| 指标 | 正常上限 | 告警线 | 处理建议 |
|---|---|---|---|
| VibeX/Y（一级） | ≤15 m/s² | >30 m/s² | 换桨 / 校电机 / 锁紧机臂 |
| Clip0/1/2（二级 / 三级） | 0 | 持续增长 | 加固飞控 / 调减震 / 改 EKF 滤波 |
| VibeZ（垂直） | ≤12 m/s² | >20 m/s² | 查桨弯曲 / 电机轴向间隙 |
七、进阶：FFT 谐波分析（定位精准频率）
若需更精细排查（如三级振动对应具体倍频）：
- 日志配置中开启Raw IMU Logging（LOG_BITMASK 新增 Raw IMU）。
- 下载日志后，在Manual Log Review 搜索FFT相关消息。
- 绘制电机基频及 2×/3× 倍频曲线，对应三级振动谐波。