PWM波有效控制舵機原理

《PWM波有效控制舵機原理》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、舵機的控制信號是PWM信號，利用占空比的變化，改變舵機的位置。有個很有趣的技術(shù)話題可以稍微提一下，就是BA6688是有EMF控制的，主要用途是控制在高速時候電機最大轉(zhuǎn)速。原理是這樣的:收到1個脈沖以后，BA6688內(nèi)部也產(chǎn)生1個以5K電位器實際電壓為基準的脈沖，2個脈沖比較以后展寬，輸出給驅(qū)動使用。當輸出足夠時候，馬達就開始加速，馬達就能產(chǎn)生EMF，這個和轉(zhuǎn)速成正比的。因為取的是中心電壓，所以正常不能檢測到的，但是運行以后就電平發(fā)生傾斜，就能檢測出來。超過EMF判斷電壓時候就減小展寬，甚至關(guān)閉，讓馬達減速或

2、者停車。這樣的好處是可以避免過沖現(xiàn)象(就是到了定位點還繼續(xù)走,然后回頭,再靠近)。一些國產(chǎn)便宜舵機用的便宜的芯片，就沒有EMF控制，馬達、齒輪的機械慣性就容易發(fā)生過沖現(xiàn)象，產(chǎn)生抖舵電源線和地線用于提供舵機內(nèi)部的直流電機和控制線路所需的能源．電壓通常介于4～6V，一般取5V。注意，給舵機供電電源應(yīng)能提供足夠的功率?？刂凭€的輸入是一個寬度可調(diào)的周期性方波脈沖信號，方波脈沖信號的周期為20ms(即頻率為50Hz)。當方波的脈沖寬度改變時，舵機轉(zhuǎn)軸的角度發(fā)生改變，角度變化與脈沖寬度的變化成正比。某型舵機的輸出軸轉(zhuǎn)角

3、與輸入信號的脈沖寬度之間的關(guān)系可用圖3來表示。標準的微型伺服馬達有三條控制線，分別為：電源、地及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達及控制線路所需的能源，電壓通常介于4V-6V之間，該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離(因為伺服馬達會產(chǎn)生噪音)。甚至小伺服馬達在重負載時也會拉低放大器的電壓，所以整個系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理。控制線輸入一個周期性的正向脈沖信號，這個周期性脈沖信號的高電平時間通常在1ms-2ms之間。而低電平時間應(yīng)在5ms到20ms間，并不很嚴格。下表表示出一個典型的20ms周期性脈沖的

4、正脈沖寬度與微型伺服馬達的輸出臂位置的關(guān)系：舵機工作原理1、概述舵機最早出現(xiàn)在航模運動中。在航空模型中，飛行機的飛行姿態(tài)是通過調(diào)節(jié)發(fā)動機和各個控制舵面來實現(xiàn)的。舉個簡單的四通飛機來說，飛機上有以下幾個地方需要控制：1.發(fā)動機進氣量，來控制發(fā)動機的拉力（或推力）；2.副翼舵面（安裝在飛機機翼后緣），用來控制飛機的橫滾運動；3.水平尾舵面，用來控制飛機的俯仰角；4.垂直尾舵面，用來控制飛機的偏航角；遙控器有四個通道，分別對應(yīng)四個舵機，而舵機又通過連桿等傳動元件帶動舵面的轉(zhuǎn)動，從而改變飛機的運動狀態(tài)。舵機因此得名

5、：控制舵面的伺服電機。不僅在航模飛機中，在其他的模型運動中都可以看到它的應(yīng)用：船模上用來控制尾舵，車模中用來轉(zhuǎn)向等等。由此可見，凡是需要操作性動作時都可以用舵機來實現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)和控制一般來講，舵機主要由以下幾個部分組成，舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計5k、直流電機、控制電路板等。工作原理：控制電路板接受來自信號線的控制信號（具體信號待會再講），控制電機轉(zhuǎn)動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電

6、路板，進行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機的轉(zhuǎn)動方向和速度，從而達到目標停止。舵機的基本結(jié)構(gòu)是這樣，但實現(xiàn)起來有很多種。例如電機就有有刷和無刷之分，齒輪有塑料和金屬之分，輸出軸有滑動和滾動之分，殼體有塑料和鋁合金之分，速度有快速和慢速之分，體積有大中小三種之分等等，組合不同，價格也千差萬別。例如，其中小舵機一般稱作微舵，同種材料的條件下是中型的一倍多，金屬齒輪是塑料齒輪的一倍多。需要根據(jù)需要選用不同類型。舵機的輸入線共有三條，紅色中間，是電源線，一邊黑色的是地線，這輛根線給舵機提供最基本的能源保證，

7、主要是電機的轉(zhuǎn)動消耗。電源有兩種規(guī)格，一是4.8V，一是6.0V，分別對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)矩標準，即輸出力矩不同，6.0V對應(yīng)的要大一些，具體看應(yīng)用條件；另外一根線是控制信號線，F(xiàn)utaba的一般為白色，JR的一般為桔黃色。另外要注意一點，SANWA的某些型號的舵機引線電源線在邊上而不是中間，需要辨認。但記住紅色為電源，黑色為地線，一般不會搞錯。舵機的控制信號為周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms，相對應(yīng)舵盤的位置為0－180度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的

8、輸出軸就會保持在一個相對應(yīng)的角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應(yīng)的位置上。舵機內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期20ms，寬度1.5ms的基準信號，有一個比較器，將外加信號與基準信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機的轉(zhuǎn)動信號。由此可見，舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動當中。比方說機器人的關(guān)節(jié)、