脉宽调制波控制舵机的探讨及舵机控制方法综述

一、关于舵机：

伺服系统：由DC电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的自动控制系统。通过发送信号指定输出轴的旋转角度。一般来说，转向器有一个最大转角(比如180度。DC电机和普通DC电机的主要区别是DC电机是转圈的。

转向器只能转动一定角度，不能转一圈(数字转向器可以在转向器模式和电机模式之间切换，没有这个问题)。普通DC电机不能反馈转角信息，但舵机可以。用途也不一样。普通的DC电机一般都是通过整圈旋转来作为动力，舵机是用来控制一个物体以一定角度旋转的(比如机器人的关节)。

转向机的外形和尺寸令人眼花缭乱，大致可以分为以下几类

最右边是普通标准转向器，中间两个小的是微型转向器，左边大的是大扭矩转向器。图上这几种转向器都是由三条线控制的。

制造机器人常用的转向器有几种，每一种的固定方式都不一样。如果从一个型号换到另一个型号，整个机械结构都需要重新设计。

第一款是MG995，价格便宜，金属齿轮，耐用性好。缺点是扭矩比较小，负载不能太大。不太适合做两足机器人之类的舵机，因为腿受力太大。做一个普通的六足或者机械手就不错了。

二是SR 403，网友xqi2因为MG995做的双足机器人震动太大而找到的，经过测试。做双足机器人真好~ ~ ~至少不抖。优点是扭矩高，全金属齿轮，价格低。缺点。做工很假。其他缺点有待反馈

第三种是传说中的数字舵机AX12，这是一款经过良好测试的机器人用舵机。除了价格高和RS485串行通信(控制板要换成数字舵机专用控制板)，都是优点。

其部件主要包括齿轮组、电机、电位器、电机控制板和外壳。

电机控制板主要用于驱动电机和接收电位器的反馈信息。电机，动力的来源，这个不用解释太多。这里电位器的作用是通过其转动后电阻的变化将信号传回电机控制板，从而判断输出轴角度是否输出正确。齿轮组的主要作用是放大功率，使低功率电机产生大扭矩。

拆卸后可以看到舵机的底壳，主要是电机和控制板

拿起控制板后，在它的下面有一个与控制板连接的电位器

从上面看电机和电位器，一级放大齿轮直接和电机齿轮连接。

经一级齿轮放大后，经过二级、三级、四级放大齿轮，最后通过输出轴输出。

从上面两张图可以清楚的看到，舵机是一个4级齿轮放大机构，层层放大很小的力，这样的小电机可以有15KG的扭矩。

二、舵机控制方法：

舵机伺服系统采用变宽度脉冲控制，控制线用于传输脉冲。脉冲参数包括最小值、最大值和频率。一般来说，舵机参考信号周期为20毫秒，宽度为1.5毫秒.该参考信号定义的位置是中间位置。转向器有最大转角，中间位置定义为从这个位置到最大角度和最小角度的等量。最重要的一点是，不同舵机的最大转角可能不一样，但中间位置的脉冲宽度是一定的，也就是1.5 ms。

该角度由来自控制线的连续脉冲产生。这种控制方法称为脉冲调制。脉冲的长度决定了转向机的转速。例如，1.5毫秒脉冲将转向中间位置(对于180转向机，它是90位置)。当控制系统发出指令将舵机移动到某个位置并保持在这个角度时，外力的影响不会改变他的角度，但这是受上限限制的，上限就是他的最大扭矩。除非控制系统不断发送脉冲来稳定舵机的角度，否则舵机的角度不会保持不变。

当转向机接收到小于1.5毫秒的脉冲时，输出轴将根据中间位置逆时针旋转一定角度。当接收到的脉冲大于1.5毫秒时，情况正好相反。不同的品牌，甚至同一个品牌不同的转向器，会有不同的最大值和最小值。一般来说，最小脉冲为1毫秒，最大脉冲为2毫秒。如下图：

第三，小总结：

首先是舵机的引线，一般是三线控制的(不是不接触的三线)。红色是电源，棕色是地，黄色是信号。在控制舵机时，需要不断给出PWM波，使舵机在一定角度有扭矩。

编辑：jq