航模无人机中PWM信号频率浅谈

航模中执行机构：动力电调，舵机等基本都是通过PWM信号来驱动的，但不同的电机或电调输入的信号频率和占空比又是不一样的，这个是由什么决定的呢？今天就以我的理解来简单讲一讲。

        最早的航模多是固定翼，是没有飞控的，PWM是由遥控器接收机的PWM通道输出的，频率大概是在50HZ左右（以前用示波器测试过乐迪遥控器的PWM频率是67.42HZ），这个频率主要由舵机的输入频率决定的，早期模拟舵机是直流伺服电机控制器芯片一般只能接收50Hz频率(周期20ms)~300Hz左右的PWM，脉宽在0.5-2.5ms之间。

        接收机

           舵机

 

     后来多旋翼时代，一直沿用这个控制信号来做控制，但是对于多旋翼，要求更高的控制频率和精度，如果PWM还是50HZ,会限制电调每秒钟调节的次数最多就50次，得不到很好的控制效果，所以多旋翼飞控在输出PWM的时候会采用更高的频率，像Pixhawk采用的是400HZ,为什么不再高一些？这个主要由两方面决定的：

 

   1）对于姿态控制一般100HZ-250HZ就能取得良好的控制效果，再大由于电机的转动惯量差别不大。再小的话也不能小于控制算法的控制频率。

   2）电调识别的主要是PWM的脉宽1ms-2ms,也就是1ms认为油门是最小值，2ms认为油门是最大值，2ms对应的PWM周期是500HZ，所以这里决定了PWM频率的上限不能超过500hz，超过500PWM的脉宽就达不到2ms了，留一定的裕量，400hz是比较好的选择。也许有人会问，为什么不把脉宽范围再小一点，1ms-2ms的脉宽既是一种延续，也是一种通用的规范，一般不会去更改，而且这里面还涉及到信号检测的问题，如果脉宽太小比如us级别的，很多性能差的处理器可能检测或识别比较困难。

 

PWM信号波形图

 

    有人可能还有一个疑问，输入给无刷电调的PWM频率是否会影响电机的转速和控制频率等，答案是否定，目前市场上主流的电调，PWM基本只是起到一个信号传递的作用，你也可以使用CAN或UART来传递信号。至于电机的控制，内部也会涉及到PWM的调节，但是此PWM非彼PWM,电调内部的PWM是由电调内部的算法来驱动的，电调会把输入PWM转换成对应的油门量再做控制。

电调

 

 

   以上讲的PWM主要是信号传递作用，主要关注点在脉宽的大小上，还有另外一种PWM，直接用来做斩波控制的，比如上面讲的电调内部控制电机的PWM，这种更关注占空比，从0%-100%，像开关电源一样用来直接控制电压大小的，普通的H桥有刷直流电机驱动就是采用这种方式，而这里面的频率会影响系统的噪音。如果频率过低会有啸叫或震动产生。综上读者要注意区分。

 

欢迎拍砖，指正，更多信息请关注下方二维码 无人机开发者