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自整角机舵角指示(角度舵机的控制)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-31 07:51   点击:300  编辑:admin   手机版

1. 角度舵机的控制

使用一个TLC5940芯片即可,可以产生16路高速PWM,4096级,控制舵机非常有效。有arduino库文件,支持多片级联。我曾用它控制过1000多个9g舵机组成阵列墙。

2. 舵机角度控制原理

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,于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无极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是空心杯马达。船用舵机目前多用电液式,即液压设备由电动设备进行遥控操作,有两种类型:一种是往复柱塞式舵机,其原理是通过高低压油的转换而做功产生直线运动,并通过舵柄转换成旋转运动。这两类舵机的差别是:

1、往复柱塞式舵机以上舵承来承重舵系,下舵承来定位,舵柄的压入量仅几毫米;而转叶式舵机不需要上舵承,由舵机直接承重,但是在舵机平台需要考虑水密性,舵柄的压入量需几十毫米。

2、往复柱塞式舵机对尺寸的要求较大。往复柱塞式舵机可以向一舷偏转不到40°,转叶式舵机可达70°。

3. 舵机转角控制原理

陀螺仪与舵机是两种完全不同的东西,虽然它们都是用在航模上的小电子产品。陀螺仪就是一种电子罗盘。罗盘干什么的?它是用来给出设备在空间所在的角度的。有了罗盘的角度定位,才能正确地知道模型的方位。但是光知道是不行的,还必须有个听命于操作者的执行机构,这个执行机构就是舵机!

它的工作原是是用特定宽度的方波脉冲代表舵机转盘的转角。

比如陀螺仪测出模型的偏角是15度,要使模型转动15度,就要给舵机发去一个合适宽度的脉冲。舵机在收到该脉冲后就会按照这一指令转15度。并且带动如船,飞机尾翼等等转动了。由于二者的用途不同,所以二者是不可比优缺点的!

4. 舵机控制方向

电调叫做电子调速器,一端连接到接收机,一端连接电机,就可以通过遥控器上相应的通道来控制电机的转速或输出功率。

舵机又叫做伺服机,在模型上用于控制各个舵面或需要机械运动的部件进行动作的,如发动机油门的控制,升降舵,方向舵,副翼等多面的控制。

扰流片,扰流从名字上解释就是干扰气流的意思,在航模中的应用不多。一般在固定翼飞机的机翼上或是直升机的旋翼上有所应用。其作用是让流过机翼(旋翼)的气流在经过扰流片后产生很多小的涡流(就像高尔夫球表面要做上许多坑洼的作用一样),这样可以在不改变其他条件的情况下提高机翼(旋翼)的升阻比,简单说就是增加升力。

5. 舵机如何控制角度

首先看一般舵机的原理,舵机内部有一个基准电路,产生周期为20ms,高电平宽度为1.5ms的基准信号,这个位置其实是舵机转角的中间位置。通过比较信号线的PWM信号与基准信号,内部的电机控制板得出一个电压差值,将这个差值加到电机上控制舵机转动。控制舵机的高电平范围为0.5ms到2.5ms。0.5ms为最小角度,2.5ms为最大角度。

以180度舵机为例:

0.5ms----------------0度;

1ms -----------------45度;

1.5ms----------------90度;

2ms -----------------135度;

2.5ms ---------------180度;

   舵机是一个伺服电机,属于伺服系统控制,伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。舵机的转动由PWM脉冲控制,每经过一个脉冲舵机转过一个特定的角度。同时舵机是一个闭环控制系统,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位。

 

360度舵机

360度舵机与一般舵机的区别是:给一般舵机一个PWM信号,舵机会转到一个特定角度,而给360度舵机一个PWM信号,舵机会以一个特定的速度转动,类似与电机。但与电机不同的是,360舵机是闭环控制,速度控制稳定。

PWM 信号与360舵机转速的关系:

0.5ms----------------正向最大转速;

1.5ms----------------速度为0;

2.5ms----------------反向最大转速;

 

    舵机频率与占空比的计算:

设舵机的频率为50HZ,则PWM周期为20ms,0度对应的占空比为2.5%,即0.5ms的高电平输出。

6. 180度舵机控制

舵机?一般都是180度的舵机,就是舵机最大拐角范围是180度,普通舵机是输入周期20ms的PWM波,占空比0.5ms到2.5ms对应0度到180度,不能超出这个,不然舵机就拐向死角,会烧掉,高级舵机的输入PWM频率可以高达100Hz甚至更高,就是PWM波周期可以缩短到10ms,那样控制就更加快。

7. 舵机角度精度

伺服电机一般在闭环控制中,举例:现需要电机转100圈,当转到100圈时检测圈数系统反馈数据给电机,电机就停止转动,所以精度较高。

步进电机一般在开环控制中,举例:现需要电机转100圈,假设一个脉冲转一圈,系统发出100个脉冲信号,电机开始按脉冲转动,由于存在失步,就是某个脉冲不起作用,可能只转99圈就停止了,所以精度较低。

舵机是指用于控制舵的机构,可以用伺服电机,或步进电机,甚至电磁铁作为动力源与传动机构、电路系统构成舵机。

为了便于你理解,以上举例都是处于理想状态,实际要复杂点。

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