PWM波有效控制舵機(jī)原理

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

1、舵機(jī)的控制信號是PWM信號，利用占空比的變化，改變舵機(jī)的位置。有個(gè)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(shí)候電機(jī)最大轉(zhuǎn)速。原理是這樣的:收到1個(gè)脈沖以后，BA6688內(nèi)部也產(chǎn)生1個(gè)以5K電位器實(shí)際電壓為基準(zhǔn)的脈沖，2個(gè)脈沖比較以后展寬，輸出給驅(qū)動(dòng)使用。當(dāng)輸出足夠時(shí)候，馬達(dá)就開始加速，馬達(dá)就能產(chǎn)生EMF，這個(gè)和轉(zhuǎn)速成正比的。因?yàn)槿〉氖侵行碾妷?，所以正常不能檢測到的，但是運(yùn)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(shí)候就減小展寬，甚至關(guān)閉，讓馬達(dá)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(diǎn)還繼續(xù)走,然后回頭,再靠近)。一些國產(chǎn)便宜舵機(jī)用的便宜的芯片，就沒有EMF控制，馬達(dá)、齒輪的機(jī)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(jī)內(nèi)部的直流電機(jī)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(jī)供電電源應(yīng)能提供足夠的功率?？刂凭€的輸入是一個(gè)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(dāng)方波的脈沖寬度改變時(shí)，舵機(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)的微型伺服馬達(dá)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(dá)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?yàn)樗欧R達(dá)會(huì)產(chǎn)生噪音)。甚至小伺服馬達(dá)在重負(fù)載時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓，所以整個(gè)系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理?？刂凭€輸入一個(gè)周期性的正向脈沖信號，這個(gè)周期性脈沖信號的高電平時(shí)間通常在1ms-2ms之間。而低電平時(shí)間應(yīng)在5ms到20ms間，并不很嚴(yán)格。下表表示出一個(gè)典型的20ms周期性脈沖的

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

5、：控制舵面的伺服電機(jī)。不僅在航模飛機(jī)中，在其他的模型運(yùn)動(dòng)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(dòng)作時(shí)都可以用舵機(jī)來實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)和控制一般來講，舵機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成，舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計(jì)5k、直流電機(jī)、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(huì)再講），控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組，減速后傳動(dòng)至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號到控制電

6、路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。舵機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是這樣，但實(shí)現(xiàn)起來有很多種。例如電機(jī)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(dòng)和滾動(dòng)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(jià)格也千差萬別。例如，其中小舵機(jī)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(jī)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(jī)提供最基本的能源保證，

7、主要是電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)，SANWA的某些型號的舵機(jī)引線電源線在邊上而不是中間，需要辨認(rèn)。但記住紅色為電源，黑色為地線，一般不會(huì)搞錯(cuò)。舵機(jī)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(huì)保持在一個(gè)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(gè)另外寬度的脈沖信號，它才會(huì)改變輸出角度到新的對應(yīng)的位置上。舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期20ms，寬度1.5ms的基準(zhǔn)信號，有一個(gè)比較器，將外加信號與基準(zhǔn)信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號。由此可見，舵機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動(dòng)器，轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)當(dāng)中。比方說機(jī)器人的關(guān)節(jié)、