pwm舵机控制原理

利用单片机PWM信号进行舵机控制 http://www.robotsky.com 来源：今日电子 时间：2008-06-29 评论 0 条

(访问论坛) RobotSky恭候您的投稿>>

基于单片机的舵机控制方法具有简单、精度高、成本低、体积小的特点，并可根据不同的舵机数量加以灵活应用。

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。

舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是：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。

图1 舵机的控制要求

舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图1所示。

单片机实现舵机转角控制

可以使用FPGA

目录

一．舵机PWM信号介绍 ............................................................................................................... 1

1．PWM信号的定义 .............................................................................................................. 1 2．PWM信号控制精度制定 .................................................................................................. 2 二．单舵机拖动及调速算法 ........................................................................................................... 3

1．舵机为随动机构 ............................

本人学习了一段时间的舵机，将自己所遇到的问题与解决方案和大家分享一下，希望对初学者有所帮助！！！！ 一、 舵机介绍

1、舵机结构

舵机简单的说就是集成了直流电机、电机控制器和减速器等，并封装在一个便于安装的 外壳里的伺服单元。

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。

舵盘

上壳

齿轮组

中壳

电机

控制电路

控制线

下壳

工作原理：控制信号 控制电路板 电机转动 齿轮组减速 舵盘转动 位置反馈电位器 控制电路板反馈

简单的工作原理是控制电路接收信号源的控制信号，并驱动电机转动；齿轮组将电 机的速度成大倍数缩小，并将电机的输出扭矩放大响应倍数，然后输出；电位器和齿轮组的 末级一起转动，测量舵机轴转动角度；电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度，然后控 制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。

舵机接线方法：三线接线法：（1）黑线（地线）

1、 机器人用电机舵机程序控制原理及其机械原理伺服马达内部结

构

伺服马达内部包括了一个小型直流马达；一组变速齿轮组；一个反馈可调电位器；及一块电子控制板。其中，高速转动的直流马达提供了原始动力，带动变速（减速）齿轮组，使之产生高扭力的输出，齿轮组的变速比愈大，伺服马达的输出扭力也愈大，也就是说越能承受更大的重量，但转动的速度也愈低

伺服马达内部结构图

2、伺服马达的工作原理

伺服马达是一个典型闭环反馈系统，其原理可由下图表示：

伺服马达工作原理图

减速齿轮组由马达驱动，其终端（输出端）带动一个线性的比例电位器作位置检测，该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板，控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠正脉冲，并驱动马达正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使伺服马达精确定位的目的。

3、如何控制伺服马达

标准的微型伺服马达有三条控制线，分别为：电源、地及控制。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源，电压通常介于4V—6V之间，该电源应尽可能与处理系统的电源隔离（因为伺服马达会产生噪音）。甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压，所以整个系统的电源供应的比例必须合

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。

舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是：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。

图1 舵机的控制要求

舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图1所示。

单片机实现舵机转角控制

可以使用FPGA、模拟电路、单片机来产生舵机的控制信号，但FPGA成本高且电路复杂。对于脉宽调制信号的脉宽变换，常用的一种方法是采用调制信号获取有源滤波后的直流电压，但是需要50Hz(周期是20ms)的信号，这对运放器件的选择有较高要求，从电路体积和功耗考虑也不易采用。5mV以上的控制电压的变化就会引起舵机的抖动，对于机载的

测控系统而言，电源和其他器件的信

～2012学年第一学期

业设计（论文）

课题 舵机远距离数字控制

姓名 张吉智 系部 电子信息工程 专业 交通安全与智能控制 班级 10智能交通（1）班 学号1003710107 指导教师 罗云高

武汉交通职业学院教务处制

- 1 -

2011

摘要

现在小型船舶采用的模拟电子控制舵机技术存在传输距离长的情况下，线

路易于受到外部干扰，舵机偏转角度会有不确定的稳定性缺陷，使得这一类设备在远距离控制使用时受到限制。并且反馈电位器长时间磨损和腐蚀也造成舵角控制的不确定。另外模拟电路和电源的漂移，也常使得舵角显示不能够满足使用要求。虽然现在大型船舶大多都使用电动舵轮或者是液压舵了，但是任然是机械式的控制，且反应速度也由人的“灵敏度”所决定，误差范围很大，精确度不高。 本设计以STC89C52单片机作为核心控制器，ARM2148作为辅助控制器，E6B2-CWZ5G作为角度传感器，远程控制舵机的左右偏转 ，并通过主控制器STC89C

实验4 PWM(Pulse Width Modulation)控制技术

一、占空比（Duty Ratio，Duty Cycle）：指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。（高电平在一个周期之内所占的时间比率。）

PWM是一种对模拟信号进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。

二、MSP430的定时器资源：WDT，Basic Timer，Timer_A（该系列器件均有），Timer_B，Timer_D，实时时钟等。

Timer_A0 Timer_A1 Timer_A2

Timer0_A5（5个CCR） Timer1_A3（3个CCR） Timer2_A3（3个CCR）

三、Timer_A Registers： TAxCTL

Timer_Ax Control Register Timer_A捕获/比较控制寄存器0-6 Timer_Ax Counter Register Timer_A捕获/比较寄存器0-6 Timer_A扩展寄存器0 Timer_A中断向量寄存器

TAxCCTL0 - TAxCCTL6 TAxR

TAxCCR0 - TAxCCR6 TAxEX0 TAxIV 四、

2001年6月

　增　刊

Jun.,2001

JournalofChongqingUniversityofPo

stsandTelecommunications　　　　　Supplement

重庆邮电学院学报

文章编号:10045694(2001)增011004

PWM控制器的控制方法

周林,蒋建文,易强,罗眉

(重庆大学,重庆400044)

Ξ

摘　要:总结了脉宽调制(PWM)技术的几种控制方法,叙述了它们的基本工作原理,并分析了它们的优缺点。介绍一种非线性控制方法,单周控制法,通过分析对比得出单周控制法能在每个周期内消除控制参考电压与开关变量平均值间的稳态和瞬态误差,具有反应快、抗电源干扰、控制电路简单等优点。关键词:脉宽调制;非线性;单周控制;中图分类号:TM464　　　文献标识码:A

TheControlMZHOULin,JGJ2,ei

(Un400044,China)

methodsofPulseWidthModulation(PWM),illustrates.Onecyclecontrol,anonlin2theirplesandpointsouttheiradvantagesanddisadvantages

earconroltechnique,paredw

PCA9685舵机控制器,有STM32驱动,实现多路舵机控制

1

2

3

4

NLSTM32µç· STM32电路12

COU1 U1PIU1012 VSSA

NL¾§Õñµç·晶振电路13 VDDA PIU1013 VDD_4 VDD_3 VDD_2 VDD_1 VBAT 19 64 PIU1064 48 PIU1048 32 PIU1032PIU1019 PIU101

NLJTAG½Ó¿Ú JTAG接口

NL¶æ»ú¿ØÖÆÆ÷舵机控制器

COU3 U3 NLP0 6 P0 LED0 PIU306 7 NLP1 P1 LED1 PIU307 8 NLP2 P2 LED2 PIU308 9 NLP3 P3 PIU309 LED3 10 P4 NLP4 LED4 PIU3010 11 NLP5 LED5 PIU3011 P5 12 LED6 PIU3012 13 LED7 PIU3013 15 LED8

CAN总线控制舵机毕业论文

目录

摘 要 .................................................... 错误！未定义书签。 ABSTRACT .................................................. 错误！未定义书签。 1 引言 ..................................................................... 3 1.1选题目的及意义 .......................................................... 3 1.2现场总线的发展趋势 ...................................................... 3 1．3本次选题的工作内容及任务 ............................................... 4 1.4本次设计的先进性 ........................................................ 4 1.5 本章小结 .........