PWM波控制舵機原理.doc

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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速。原理是這樣的:收到1個脈沖以后，BA6688內部也產生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，輸出給驅動使用。當輸出足夠時候，馬達就開始加速，馬達就能產生EMF，這個和轉速成正比的。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，甚至關閉，讓馬達減速或者停車。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

2、回頭,再靠近)。一些國產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，產生抖舵電源線和地線用于提供舵機內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，給舵機供電電源應能提供足夠的功率。控制線的輸入是一個寬度可調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角與輸入信號的脈沖寬度之間的關系可用圖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部的直流

3、馬達及控制線路所需的能源，電壓通常介于4V-6V之間，該電源應盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離(因為伺服馬達會產生噪音)。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)的電源供應的比例必須合理?？刂凭€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周期性脈沖的正脈沖寬度與微型伺服馬達的輸出臂位置的關系：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

4、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，分別對應四個舵機，而舵機又通過連桿等傳動元件帶動舵面的轉動，從而改變飛機的運動狀態(tài)。舵機因此得名：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用：船模上用來控制尾舵，車模中用來轉向等等。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、結構和控制一般來講，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

5、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動方向和速度，從而達到目標停止。舵機的基本結構是這樣，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，

6、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，主要是電機的轉動消耗。電源有兩種規(guī)格，一是4.8V，一是6.0V，分別對應不同的轉矩標準，即輸出力矩不同，6.0V對應的要大一些，具體看應用條件；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的脈寬調制（PWM）信號，

7、其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms，相對應舵盤的位置為0－180度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上，無論外界轉矩怎樣改變，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的位置上。舵機內部有一個基準電路，產生周期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，從而產生電機的轉動信號。由此可見，舵機是一種位置伺服的驅動器，轉動范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅動當中。比方說機器人的關節(jié)、