0805A舵机系统实例说课讲解
舵机原理应用和程序详解
图 2 微型舵机
2、舵机介绍 舵机英文叫 Servo，也称伺服机。其特点是结构紧凑、易安装调试、控制简单、大扭力、
成本较低等。舵机的主要性能取决于最大力矩和工作速度(一般是以秒/60°为单位)。它是一 种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并能够保持的控制系统。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。舵机能够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很容易与之接口。
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舵机原理应用及程序详解
输入信号脉冲宽度（周期为 20ms）
0.5ms
哈尔滨天祥电子 舵机输出轴转角
0度
1ms
45 度
1.5ms
90 度
2ms
135 度
2.5ms
180 度
图 4 舵机输出转角与输入信号脉冲宽度的关系
4、用单片机实现舵机转角控制 单片机系统实现对舵机输出转角的控制，必须首先完成两个任务：首先是产生基本的
//判断0.5ms次数是否小于角度标识 //确实小于，PWM输出高电平
else
pwm=0; count=(count+1);
//大于则输出低电平 //0.5ms次数加1
count=count%40;
//次数始终保持为40 即保持周期为20ms
} void keyscan()
//按键扫描
{
if(jia==0)
单片机控制单个舵机是比较简单的，利用一个定时器即可，假设仅控制舵机 5 个角度转 动，其控制思路如下：只利用一个定时器 T0，定时时间为 0.5ms，定义一个角度标识，数值 可以为 1、2、3、4、5，实现 0.5ms、1ms、1.5ms、2ms、2.5ms 高电平的输出，再定义一个 变量，数值最大为 40，实现周期为 20ms。每次进入定时中断，判断此时的角度标识，进行 相应的操作。比如此时为 5，则进入的前 5 次中断期间，信号输出为高电平，即为 2.5ms 的 高电平。剩下的 35 次中断期间，信号输出为低电平，即为 17.5ms 的低电平。这样总的时间 是 20ms，为一个周期。
舵机的原理与单片机控制(二)2024
舵机的原理与单片机控制（二）引言概述：舵机是一种常见的机电设备，广泛应用于机器人、遥控模型等领域。
本文将进一步介绍舵机的原理及其与单片机的控制方法。
正文内容：一、舵机的原理1. 舵机的结构组成：电机、减速器、控制电路和位置反馈装置。
2. 舵机的工作原理：利用电机的转动驱动控制电路，通过调整控制电路的输出脉冲宽度来实现舵机的转动。
3. 舵机的位置反馈装置：通过位置传感器实时检测舵机的转动角度，并将反馈信号传递给控制电路进行修正。
二、单片机控制舵机的基本原理1. 单片机的控制方式：通过控制IO口产生控制信号，即PWM 信号，来控制舵机的转动。
2. PWM信号的特点：通过调整PWM信号的高低电平持续时间来实现对舵机的控制，通常控制信号的占空比与舵机的转动角度成正比。
3. 单片机编程：使用单片机的编程语言，通过设定PWM信号的占空比来控制舵机的转动角度。
4. 控制舵机的程序设计：通过设置PWM信号的周期和占空比，利用适当的算法控制舵机的速度和位置。
三、舵机的常见问题及解决方法1. 舵机抖动问题：可通过增加控制信号的稳定性和校准舵机的中值来解决。
2. 舵机发热问题：可通过降低PWM信号的频率和增加散热系统来解决。
3. 舵机运转不稳定问题：可通过调整PWM信号的占空比和校正舵机的位置反馈装置来解决。
四、舵机控制的优化方法1. 控制算法优化：利用PID控制算法来提高舵机的精确度和稳定性。
2. 舵机模型参数的优化：通过调整舵机的工作电压和扭矩参数，提高其性能和适应性。
3. 舵机控制系统的设计优化：考虑电源、信号线路、控制器等因素，提高舵机控制的整体效果。
五、舵机控制应用案例1. 机器人舵机控制：通过单片机对舵机进行控制，实现机器人的运动和动作。
2. 遥控模型舵机控制：利用遥控器与接收机之间的通信，控制舵机来实现遥控模型的转动和动作。
总结：本文详细介绍了舵机的工作原理和单片机控制方法，以及舵机常见问题的解决方法和控制优化的途径。
舵机控制课程设计
舵机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解舵机的工作原理，掌握舵机的种类、特点及其在自动化控制中的应用。
2. 学生能够描述舵机控制的基本电路，了解舵机控制信号的组成及其作用。
3. 学生能够解释舵机控制中角度与脉冲宽度之间的关系，并运用公式进行简单计算。
技能目标：1. 学生能够运用编程语言或控制模块，实现对舵机的精确控制。
2. 学生能够设计简单的舵机控制系统，完成特定任务，如模型车的方向控制。
3. 学生能够通过实际操作，解决舵机控制中遇到的问题，提高实际动手能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对工程技术的兴趣，增强对自动化控制的认知和探索欲望。
2. 学生能够树立团队合作意识，学会在团队中分工与协作，共同完成项目任务。
3. 学生能够认识到舵机控制技术在现实生活中的应用，理解技术发展对社会进步的重要性。
本课程针对初中或高中年级的学生，结合学科特点，以实用性为导向，注重理论知识与实践操作相结合。
通过本课程的学习，学生不仅能够掌握舵机控制的基础知识，提高编程和动手能力，还能培养对工程技术的热爱和团队协作精神，为未来进一步学习相关领域知识奠定基础。
二、教学内容1. 舵机基础知识：- 舵机的定义、分类和特点- 舵机的工作原理及其在自动化控制中的应用2. 舵机控制原理：- 舵机控制信号组成：脉冲宽度调制（PWM）- 舵机角度与脉冲宽度之间的关系- 舵机控制电路及其工作原理3. 舵机编程与控制：- 编程环境与编程语言的介绍- 舵机控制程序编写：控制舵机转动到指定角度- 舵机控制模块的使用及调试4. 实践操作：- 舵机控制系统设计：实现模型车方向控制- 故障排查与解决：分析并解决实际操作中遇到的问题- 团队合作：分工协作，共同完成项目任务5. 教学案例分析：- 分析舵机控制技术在现实生活中的应用案例- 探讨舵机控制技术的发展趋势及其对社会进步的影响本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，制定详细的教学大纲。
《舵机原理讲稿》课件
舵机的安装和使用注意事项
安装位置：选择合适的安装位置，避免 干扰和碰撞
固定方式：使用螺丝或胶水固定，确保 牢固可靠
优点：控制精度高，响应速度 快
缺点：抗干扰能力差，容易受 到电磁干扰影响
数字信号控制
舵机控制方式：数字信号控制 工作原理：通过控制舵机的旋转角度来实现对物体的控制 控制信号：数字信号，如PWM信号 控制精度：高，可以实现精确控制 应用领域：机器人、无人机、自动化设备等
PWM控制方式
原理：通过改变脉 冲宽度来控制舵机 的转速和转向
舵机的主要部件
舵盘
舵盘是舵机的重 要组成部分，负 责控制舵机的转 向和速度
舵盘通常由金属 材料制成，具有 较高的强度和耐 磨性
舵盘上通常装有舵 机控制器，用于接 收舵机指令并控制 舵机的转向和速度
舵盘上还装有舵机 传感器，用于检测 舵机的转向和速度， 并反馈给舵机控制 器
连杆机构
连杆机构的作用：连接舵机和舵 面，传递舵机输出的力矩
Hale Waihona Puke 电压稳定性：舵机对电压稳 定性的要求，如±5%等
电流稳定性：舵机对电流稳 定性的要求，如±10%等
工作寿命和可靠性
工作寿命：舵机的使用寿命，通常以小时为单位 可靠性：舵机的稳定性和准确性，包括抗干扰能力、抗冲击能力等 环境适应性：舵机在不同环境下的性能表现，如高温、低温、潮湿等 维护和保养：舵机的维护和保养要求，包括定期检查、润滑、更换零件等
添加副标题
舵机原理讲稿
第3讲_舵机原理与应用讲解
单片机控制舵机的方法
在51单片机中，可由定时器中断的方式来 实现。控制方式为：改变定时器中断的定时 系数，将20毫秒分为两次中断执行，一次短 定时中断和一次长定时中断。
图六
舵机使用几个注意点：
舵机安装连接控制角度的摇杆，因为机械 结构的原因，摇杆的初始0度角，与舵机的 机械0度角，一般并不重合。在使用时要进 行修正。 舵机输出的控制角一般精度较高，但由于 其控制的机械装置精度并不高，（如模型 车、步行机械人）所以要达到较理想的控 制位置，除了仔细调整机械装置外，可由 软件进行修正。
表一续 动作方向：(顺时针） （逆时针） 动作角度： * * * CW CCW CW 脉宽 1520-920 [us] 脉宽 1520-2120 [us] 60 ± 10度
CCW 左右差
工作电压范围： 工作电流： （4.8V时） 工作电流： （6.0V时） 晃动量 使用温度范围 * 重点关注 * * * 停止时 动作时 停止时 动作时
机械装置在组装完成后，在工作范围内应 无卡死，或阻力过大的情况发生，才可进 行软件硬件连调。当舵机通电情况及不通 电的情况下，不要手动强行改变其位置。 用于控制汽车转弯控制时，应避免汽车的 撞击。以免损坏内部的塑料传动齿轮。
舵机供电电压的波动会引起舵机的抖动， 因此舵机电压应非常稳定。
要特别注意，绝不可加载让伺服马达 输出位置超过±60o的脉冲信号，否 则会损坏伺服马达的输出限位机构或 齿轮组等机械部件。
60 ± 10度 最大10度
4.0-6.0 [V] 最大15mA （无负载） 130±25mA （无负载） 最大15mA （无负载） 145±30mA （无负载） 最大0.3mm -10-+45度
舵机与舵回路课件
铰链力矩Mj近似写为:
式中系数
表示单位舵偏角产生的铰链力矩.
作用于舵机的铰链力矩的特点:
• 在舵面类型与几何形状一定的情况下，相同舵偏角产 生的铰链力矩,随飞行状态而改变, 动压Q越大,铰链力 矩也越大;
• 铰链力矩的方向(或者说系数 状态改变.
的符号)也随飞行
气压中心 舵面转轴
V
V
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4.2.2 舵机的动特性
增量Q为:Q=K1x-C1P,式中Q, x, P为相对于平衡状态的 各增量值;
27
实际上,滑阀输出的流量除补充活塞移动推出的那部分 流量外,还必须补偿:
• 从作动筒高压腔经活塞的柱面与作动筒壁之间的缝隙 流入作动筒低压腔的漏油量QL;
• 由于油液压缩性引起的油液密度变化和高压油流过非 刚体的油管与作动筒壳体引起的体积变化有关的那部分 流量QV.
上式描述的滑阀输出流量Q与负载P之间的关系又称滑阀的负
载特性,如下图(a)所示,也是一族非线性曲线,可同分析电动
舵机一样,采用线性化的处理方法来研究液压舵机的动特性,
如图(b)所示.
Q
Q
X4 X3 X2 X1
P (a)实际的
X4 X3 X2 X1
P (b)线性化的
滑阀相对于平衡状态(P和x均为常数)做增量运动时,输出流量的
第四章 舵机与舵回路
1. 舵机的工作原理 ❖ 电动舵机； ❖ 电动液压舵机 4.2 舵机的特性分析 4.3 舵回路
1
第四章 舵机与舵回路-
舵回路(伺服系统) —
概述
是飞行自动控制系统中一个不可缺少的组成部分；
指令模型装置 按照 敏感元件输出 的电信号去操纵舵面，实现飞机
角运动或轨迹运动的自动稳定和控制。
液压舵机工作原理和组成 ppt
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泵控型液压舵机原理图（2）
原理演示
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8-2-1 泵控型液压舵机原理
图示舵机采用往复式转舵机构
由油缸14(固定在机座上)和撞杆9(可在缸中往复运动) 等组成
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8-2-1 泵控型舵机 - 工作油压与尺寸
油泵工作油压取决于推动撞杆所需的力(转舵扭矩)
舵压机最大工作压力(pmax)是产生公称转舵扭矩时油泵出口油
舵机油泵的额定排出压力不得低于舵机的pmax pmax选得越高，转舵机构的主要尺寸就越小
油泵额定流量和管路直径减小，装置的尺寸和重量就会变小
下面就转舵机构和操纵系统依次加以讨论
当油泵按图示吸排方向工作时
泵就会通过油管从右侧油缸吸油 排向左侧油缸
撞杆9在油压作用下向右运动 (油液可压缩性极小)
撞杆通过中央的滑动接头与舵柄7联接 舵柄7的一端又用键固定在舵杆10的上端 撞杆9的往复运动就可转变为舵叶的偏转
改变油泵的吸排方向，则撞杆和舵叶的运动方向也就 随之而变。
多采用浮动杆式追随机构
浮动杆的控制点A系由驾驶台通过遥控系统 A
控制
如把X孔的插销转插到Y孔之中，也可在舵机室 用手轮来控制
浮动杆上控泵点C与变量泵的控制杆4相连
反馈点B经反馈杆8与舵柄相连
C
当舵叶和驾驶台上的舵轮处于中位时
浮动杆即处在用点划线ACB所表示的位置
C点恰使变量机构居于中位，油泵空转，舵 保持中位不动
资料表明
当pmax由10MPa提高到20MPa时
舵机操作指南
舵机操作指南
电动—液压舵机 传动装置 NO.1 舵 启动箱—马舵用 舵罗仪用
应急操舵舵轮
操舵方式 驾驶台遥控 操作程序 1、 2、 3、 4、 插销插在“舵罗仪用”的位置。 上驾驶台操舵仪系统及油泵马达控制箱 选择好驾驶台遥控操舵系统（一号或者二号） 通过驾驶台油泵启动按钮选择舵机动力（一般 使用一台） 应急操舵方式 1、 2、 3、 断开驾驶台操舵仪电源。 将插销插在“应急操舵用”位置 启动马达（舵机房控制箱）
注意：1、转换一号或二号舵机动力时应使用马达启动/停止 按钮。2、当舵机出现故障报警时 a）如果两台舵机都正在运 行时，将两台舵给与有关的停下。b)如果一台舵机在使用时， 停下正在使用着的舵机，启动另一台舵机。然后查找故障。 3、当液压回路出现故障时，应遵照张贴在舵机房的操作说 明正确地操作舵机动力和有关的阀
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Hale Waihona Puke 船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
二、阀控型舵机液压系统(HATLAPA –R4V)
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
工况选择：
系统图
C1~C4：缸阀(常开) U1~U2：旁通阀(常闭) P1~P4：泵阀(常开)
自动安全切换装置：
两组油缸之间装有自动安全切换装置，可自动 使一对油缸与主泵隔断并彼此旁通，而舵机仍 能继续工作。
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0805A舵机系统实例
船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
一、泵控型舵机液压系统
请打开“0817 泵控型舵 机.swf ”文件观 看动画(鼠标单 击)
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船舶辅机第8章 舵机 [Steering Gear]
4. 辅油泵的作用 (1)为主油路补油； (2)为主油泵伺服变量机构提供控制油； (3)冷却主泵。