舵机学习笔记

舵机概念

舵机是一种特殊的电动机，或者更具体来说它是一个闭环控制系统（伺服系统），当给它指令信号时，它将指令信号变换为输出轴的角度并保持住，即便负载变换很大，它也能通过其内部电流的自动调节，较准确得维持住指令信号表示的输出值。

 

舵机实物图

舵机的内部结构

舵机和步进电机的动力是有着很大区别的，舵机的驱动力来自——直流电机，通过变速齿轮的传动和变速，将动力传输到输出轴，同时，舵机内部都设有角度传感器和控制电路板，用来参与舵机的转动角度的控制和信号的反馈检测工作。

舵机组成

电机、减速齿轮组、电位器、控制电路、外壳、以及舵盘组成。

舵机的工作原理

       舵机的伺服系统由可变宽度的脉冲来进行控制，控制线是用来传送脉冲的。脉冲的参数有最小值，最大值，和频率。一般而言，舵机的基准信号都是周期为20ms，宽度为1.5ms。这个基准信号定义的位置为中间位置。舵机有最大转动角度，中间位置的定义就是从这个位置到最大角度与最小角度的量完全一样。最重要的一点是，不同舵机的最大转动角度可能不相同，但是其中间位置的脉冲宽度是一定的，那就是1.5ms。

有刷电机工作原理

有刷电机的主要结构就是定子+转子+电刷，通过旋转磁场获得转动力矩，从而输出动能。电刷与换向器不断接触摩擦，在转动中起到导电和换相作用。

在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环，相互之间用绝缘材料分隔，组成一个象圆柱体的东西，与电机轴连成一体，电源通过两个碳元素做成的小柱子（碳刷），在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置，压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点，给一组线圈通电

无刷电机工作原理

无刷电机中，换相的工作交由控制器中的控制电路（一般为霍尔传感器+控制器，更先进的技术是磁编码器）来完成

 

数字舵机(Digital Servo)和模拟舵机(Analog Servo)

在基本的机械结构方面是完全一样的，主要由马达、减速齿轮、控制电路等组成，而数字舵机和模拟舵机的最大区别则体现在控制电路上，数字舵机的控制电路比模拟舵机的多了微处理器和晶振。不要小看这一点改变，它对提高舵机的性能有着决定性的影响。

数字舵机在以下两点与模拟舵机不同：

1.处理接收机的输入信号的方式；
2.控制舵机马达初始电流的方式，减少无反应区(对小量信号无反应的控制区域)，增加分辨率以及产生更大的固定力量。

 

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