舵機控制(Ⅱ)

1、Page 1 舵機控制舵機控制 組員：彭建雄 楊曉龍 譚秋洪 Page 2 舵機舵機: 舵機也叫伺服電機，最早用于船舶上實現(xiàn)其轉向功能，由于舵機也叫伺服電機，最早用于船舶上實現(xiàn)其轉向功能，由于 可以通過程序連續(xù)控制其轉角，因而被廣泛應用智能小車以實可以通過程序連續(xù)控制其轉角，因而被廣泛應用智能小車以實 現(xiàn)轉向以及機器人各類關節(jié)運動中現(xiàn)轉向以及機器人各類關節(jié)運動中. 舵機是小車轉向的控制機構，具有體積小、力矩大、外部機械 設計簡單、穩(wěn)定性高等特點，無論是在硬件設計還是軟件設計， 舵機設計是小車控制部分重要的組成部分 Page 3 舵機的組成舵機的組成: Page 4 舵機內部圖 Page 5 舵

2、機控制原理舵機控制原理: 工作流程為： 控制信號 控制電路板 電機轉動 齒輪組減速 舵盤轉動 位置反饋電位計 控制電路板反饋 Page 6 舵機控制原理舵機控制原理: Page 7 Page 8 舵機內部齒輪組 Page 9 舵機-MG96R 舵機類型 及材質： 模擬舵機 金屬齒 工作電壓： 3.0V- 7.2V 產(chǎn)品尺寸： 40.7*19.7 *42.9mm 舵機型號： MG996R 反應轉速： 0.13-0.17 秒/60 扭轉角度：扭轉角度： -90度+90度 工作扭矩： 13KG/c m Page 10 舵機的控制 單片機控制 削波電路控制 模擬發(fā)生器控制 Page 11 舵機的控制

3、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。 舵機舵機 轉動轉動 單片機單片機 模擬信模擬信 號發(fā)生號發(fā)生 器器 滿足舵 機控制 信號 調整占調整占 空比空比 Page 12 C2為接地電阻一般為0.01 F Tw1=(R1+R2)C1ln2 Tw2=R2C1ln2 周期T=(R1+2R2)Cln2 占空比q=T1/T2=(R1+R2)/(R1+2R2) 1、基本原理、基本原理： NE555NE555電路組成的多諧振蕩器電路組成的多諧振蕩器 方波發(fā)生 Page 13 方波產(chǎn)生 利用NE555時鐘芯片產(chǎn)生方波： 電路組成 波形發(fā)生 Page 14 Tw1=(R2+Rp1右

4、+Rp2)C1ln2 Tw2=(Rp1左 +Rp2)C1ln2 T=Tw1+Tw2占空比=Tw1/T 555方波發(fā) 生器 方波電路分析 Page 15 出現(xiàn)問題 在通過調試上面電路中發(fā)現(xiàn)，通過調節(jié)Rp1電位器（調節(jié)R大小改變 充放電時間）來改變輸出波形的占空比，以至于控制舵機轉動角度。 在調節(jié)過程中出現(xiàn)了改變占空比大小，電路頻率也跟著變動，從而 影響舵機轉動。 分析造成這種現(xiàn)象的原因應該是二極管的非線性。由于二極管的非 線性（二極管的內阻大小發(fā)生改變）影響整個電路的頻率。 Page 16 改進電路 Page 17 改進電路仿真圖 這是一個三角波產(chǎn)生器，前部分為一個滯回比較器產(chǎn)生方波， 后半部分是一個積分電路通過將前面的方波通過積分變成三角 波。通過調節(jié)R4或改變電容的大小來改變電路頻率。 Page 18 外加比較器 通過將前面的三角波發(fā)生器 產(chǎn)生的三角波信號給外加比較器 的正極端，負極端接入基準電壓 。通過改變電位器R5來調節(jié)基準 電壓大小來控制輸出電壓的占空 比大小，控制舵機轉動角度。 Page 19 Page 20 波形圖 Page 21 后續(xù)