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【转载】舵机工作原理
舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前,在高档遥控玩具,如飞机、潜艇模型,遥控机器人中已经得到了普遍应用。本文首先介绍了舵机的组成及结构原理,其次介绍了舵机的控制及追随性,最后介绍了舵机接线方法(三线接线法)以及安装。 舵机是由什么组成 一般来讲舵机主要由以下几个部分组成,舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制 电路 等,如图4、图5所示。 舵机的输入线共有三条,如图6所示,红色中间,是电源线,一边黑色的是地线,这辆根线给舵机提供最基本的能源保证,主要是电机的转动消耗。电源有两种规格,一是4.8V,一是6.0V, 分别对应不同的转矩标准,即输出力矩不同,6. OV对应的要大一些,具体看应用条件;另外一根线是控制信号线,Futaba 的一般为白色,JR的一般为桔黄色。另外要注意一点,SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间,需要辨认。但记住红色为电源,黑色为地线,一般不会搞错。 舵机的结构及原理 舵机安装了一个 电位器 (或其它角度 传感器 )检测输出轴转动角度,控制板根据电位器的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。这样的直流电机控制方式叫闭环控制,所以舵机更准确的说是伺服 马达 ,英文 servo.舵机组成: 舵盘、 减速齿轮、 位置反馈电位计、直流电机、 控制 电路板 等。控制电路板接受来自 信号线 的控制信号,控制电机转动,电机带动一系列齿轮组,减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的,舵盘 转动的同时,带动位置反馈电位计,电位计将输出一个电压信号到控制电路板,进行反馈,然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度,从而达到目标停止。 其工作流程为:控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈。 舵机的控制及追随性 舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分,总间隔为2ms。以180度角度伺服为例,那么对应的控制关系是这样的: 0.5ms--------------0度; 1.0ms------------45度; 1.5ms------------90度; 2.0ms-----------135度; 2.5ms-----------180度; 舵机的追随特性 假设现在舵机稳定在A点,这时候 CPU 发出一个PWM信号,舵机全速由A点转向B点,在这个过程中需要一段时间,舵机才能运动到B点。 保持时间为Tw 当Tw≥△T时,舵机能够到达目标,并有剩余时间; 当Tw≤△T时,舵机不能到达目标; 理论上:当Tw=△T时,系统最连贯,而且舵机运动的最快。 实际过程中w不尽相同,连贯运动时的极限△T比较难以计算出来。 假如我们的舵机1DIV =8us,当PWM信号以最小变化量即(1DIV=8us)依次变化时,舵机的分辨率最高,但是速度会减慢。
步进电机,舵机,伺服电机有什么区别
步进电机:是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
伺服电机:靠伺服控制电路来控制电机的转速,通过传感器来控制转动位置。
舵机:舵机的主要组成部分为伺服电机。
步进电机
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为"步距角",它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
步进电机是一种感应电机,它的工作原理是利用电子电路,将直流电变成分时供电的,多相时序控制电流,用这种电流为步进电机供电,步进电机才能正常工作,驱动器就是为步进电机分时供电的,多相时序控制器。
虽然步进电机已被广泛地应用,但步进电机并不能像普通的直流电机,交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。
舵机
舵机是船舶上的一种大甲板机械。
舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定,选型时主要考虑扭矩大小。如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机,也是一门不可轻忽的学问。
伺服电机
伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
舵机的工作原理
控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。
舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分,总间隔为2ms。以180度角度伺服为例,那么对应的控制关系是这样的:
0.5ms--------------0度;
1.0ms------------45度;
1.5ms------------90度;
2.0ms-----------135度;
2.5ms-----------180度;
假设现在舵机稳定在A点,这时候CPU发出一个PWM信号,舵机全速由A点转向B点,在这个过程中需要一段时间,舵机才能运动到B点。
保持时间为Tw
当Tw≥△T时,舵机能够到达目标,并有剩余时间;
当Tw≤△T时,舵机不能到达目标;
理论上:当Tw=△T时,系统最连贯,而且舵机运动的最快。
实际过程中w不尽相同,连贯运动时的极限△T比较难以计算出来。
当PWM信号以最小变化量即(1DIV=8us)依次变化时,舵机的分辨率最高,但是速度会减慢。
舵机控制原理是什么
【太平洋汽车网】舵机电机的转动,通过齿轮组减速后,同时驱动转盘和标准脉冲宽度调节电位器转动。直到标准脉冲与输入脉冲宽度完全相同时,差值脉冲消失时才会停止转动。
舵机是指在自动驾驶仪中操纵飞机舵面(操纵面)转动的一种执行部件。分有:①电动舵机,由电动机、传动部件和离合器组成。接受自动驾驶仪的指令信号而工作,当人工驾驶飞机时,由于离合器保持脱开而传动部件不发生作用。②液压舵机,由液压作动器和旁通活门组成。当人工驾驶飞机时,旁通活门打开,由于作动器活塞两边的液压互相连通而不妨害人工操纵。此外,还有电动液压舵机,简称“电液舵机”。舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定,选型时主要考虑扭矩大小。如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机,也是一门不可轻忽的学问。(图/文/摄:太平洋汽车网邹婷1)
舵机和马达的区别
1、舵机是控制车的方向的,就是一个轮船的舵,马达是控制车行走的,转动控制车的前进。2、舵机是船舶上的一种大甲板机械,马达为电动机、发动机。3、舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定,选型时主要考虑扭矩大小;马达的工作原理为通过电磁感应带动起动机转子旋转,转子上的小齿轮带动发动机飞轮旋转。
舵机是用来干什么的
舵机是船舶上的一种大甲板机械。一般舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定。舵机在船上是用来控制船尾的舵叶,进而控制船的前进方向。在船上一般是液压的。选型时主要考虑扭矩大小,力矩大,抗冲击力强。
船舶舵机是船舶上的重要组成部分,它一般是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。导弹姿态变换的俯仰、偏航、滚转运动都是靠舵机相互配合完成的,因此它除了广泛的应用在船舶以外,还被广泛的应用在航天和其他的工程上面。
舵机的工作原理
控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。
当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理,知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样,知道可以拿它来做开关管或放大管就行了,至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。
以上内容参考:百度百科-舵机
什么是舵机
舵机是遥控模型控制动作的动力来源,不同类型的遥控模型所需的舵机种类也随之不同。如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机,也是一门不可轻忽的学问。本文章主要探讨适合各等级直升机各工作部位所使用的舵机,至於其它种类的模型,如飞机、车、船,则不在本篇文章讨论范围之内。舵机的构造舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的IC判断转动方向,再驱动无核心马达开始转动,透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小,於是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的五极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是无核心马达。为了适合不同的工作环境,有防水及防尘设计的舵机;并且因应不同的负载需求,舵机的齿轮有塑胶及金属之区分,金属齿轮的舵机一般皆为大扭力及高速型,具有齿轮不会因负载过大而崩牙的优点。较高级的舵机会装置滚珠轴承,使得转动时能更轻快精准。滚珠轴承有一颗及二颗的区别,当然是二颗的比较好。目前新推出的FET舵机,主要是采用FET(FieldEffectTransistor)场效电晶体。FET具有内阻低的优点,因此电流损耗比一般电晶体少。技术规格厂商所提供的舵机规格资料,都会包含外形尺寸(mm)、扭力(kg-cm)、速度(秒/60°)、测试电压(V)及重量(g)等基本资料。扭力的单位是kg-cm,意思是在摆臂长度1公分处,能吊起几公斤重的物体。这就是力臂的观念,因此摆臂长度愈长,则扭力愈小。速度的单位是sec/60°,意思是舵机转动60°所需要的时间。电压会直接影响舵机的性能,例如FutabaS-9001在4.8V时扭力为3.9kg、速度为0.22秒,在6.0V时扭力为5.2kg、速度为0.18秒。若无特别注明,JR的舵机都是以4.8V为测试电压,Futaba则是以6.0V作为测试电压。所谓天下没有白吃的午餐,速度快、扭力大的舵机,除了价格贵,还会伴随著高耗电的特点。因此使用高级的舵机时,务必搭配高品质、高容量的镍镉电池,能提供稳定且充裕的电流,才可发挥舵机应有的性能。
舵机的控制原理是什么
舵机(英文叫Servo):由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的一套自动控制系统。1、它通过发送信号来指定输出轴的旋转角度。一般来说,伺服具有最大旋转角度(例如180度)与普通直流电机的主要区别在于,直流电机旋转成圈,转向器只能在一定角度内旋转,不能旋转(数字转向器可以在转向器模式和电机模式之间切换,没有这个问题)。2、普通直流电机不能反馈旋转角度信息,但转向器可以。目的也不同。普通直流电机通常以整圈旋转为动力,舵机用于控制物体以一定角度旋转(如机器人的关节)。
总结:以上问题和解答均搜集整理自互联网,内容仅供参考,希望对你有所帮助。