详细的舵机控制原理资料.doc

,其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。具体的时间宽窄协议参考下列讲述。我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议,随着机器人行业的渐渐独立,有些厂商已经推出全新的舵机协议,这些舵机只能应用于机器人行业,已经不能够应用于传统的模型上面了。蒇目前,北京汉库的HG14-M舵机可能是这个过渡时期的产物,它采用传统的PWM协议,优缺点一目了然。优点是已经产业化,成本低,旋转角度大(目前所生产的都可达到185度);缺点是控制比较复杂,毕竟采用PWM格式。薄但是它是一款数字型的舵机,其对PWM信号的要求较低:膀不用随时接收指令,减少CPU的疲劳程度;羈可以位置自锁、位置跟踪,这方面超越了普通的步进电机;芅蚄图1-1薁其PWM格式注意的几个要点:,---;羄HG14-M数字舵机下降沿时间没要求,;也就是说PWM波形可以是一个周期1mS的标准方波;螄HG0680为塑料齿轮模拟舵机,其要求连续供给PWM信号;它也可以输入一个周期为1mS的标准方波,这时表现出来的跟随性能很好、很紧密。,其数据分辨率为256,那么经过舵机极限参数实验,得到应该将其划分为250份。---=2000uS。腿2000uS÷250=8uS薆则:PWM的控制精度为8us螆我们可以以8uS为单位递增控制舵机转动与定位。袃舵机可以转动185度,那么185度÷250=,薀则:-2羃1DIV=8uS;250DIV=2mS羁时基寄存器内的数值为:(#01H)01----(#0FAH)250。螆共185度,分为250个位置,每个位置叫1DIV。莄则:185÷250=:+N×DIV肈0uS≤N×DIV≤≤+N×DIV≤(1)当其未转到目标位置时,将全速向目标位置转动。羅(2)当其到达目标位置时,将自动保持该位置。膆所以对于数字舵机而言,PWM信号提供的是目标位置,跟踪运动要靠舵机本身。芃(3)像HG0680这样的模拟舵机需要时刻供给PWM信号,舵机自己不能锁定目标位置。衿所以我们的控制系统是一个目标规划系统。蚇(1)HG14-M舵机的位置控制方法袄舵机的转角达到185度,由于采用8为CPU控制,所以控制精度最大为256份。目前经过实际测试和规划,分了250份。具体划分参见《250份划分原理》。莃将0—185分为250份,。—,宽度2ms。肅2ms÷250=8us;蚃所以得出:PWM信号=1度/8us;--30ms蒃螈舵机角度=×N蕿蒅PWM=+N×DIV;(DIV=8us)(2)HG14-M舵机的运动协议薃肂舵机的转动方向为:罿逆时针为正转肈蚆Φ肂莀Φ对应N值蒆N=#00H,Φ=0度莅N=#F5H,Φ=180度膁螁1≤N≤245膈运动时可以外接较大的转动负载,舵机输出扭矩较大,而且抗抖动性很好,电位器的线性度较高,达到极限位置时也不会偏离目标。(1)舵机的追随特性袈蚆角度羃莁фB艿莈△ф羆蒁фA蚀袆舵机的转速为ω螅薁△T肁时间薇①舵机稳定在A点不动;蒄②CPU发出B点位置坐标的PWM信号;蚁③舵机全速由A点转向B点;蒂羅△T=△ф÷ω薆△ф=фB-фA蚁④CPU发出B点PWM信号后,应该等待一段时间,利用此时间舵机才能转动至B点。蚈那么,具体的保持(等待)时间如何来计算,如下讲解:螇令:保持时间为Tw莅当Tw≥△T时,舵机能够到达目标,并有剩余时间;螁当Tw≤△T时,舵机不能到达目标;聿理论上:当Tw=△T时,系统最连贯,而且舵机运动的最快。葿实际过程中由于2个因素:肄①1个机器人身上有多个舵机,负载个不相同,所以ω不同;袀②某个舵机在不同时刻的外界环境负载也不同,所以ω不同;蒀则连贯运动时的极限△T难以计算出来。袇目前采取的方法是经验选取ω值。袃(2)舵机ω值测定羀舵机的ω值随时变化,所以只能测定一个平均值,或称出现概率最高的点。袁依据①厂商的经验值;蕿②采用HG14-M具体进行测试;袆测试实验:①将CPU开通,并开始延时Tw;肀②当延时Tw到达后,观察舵机是否到达目标;羈测定时采用一段双摆程