多通道舵機控制器設計
摘要:為了實現(xiàn)對機器人、無人機的控制,提出一種利用微處理器產(chǎn)生多路舵機控制信號的方法。該方法以AT89C52單片機作為控制芯片,通過實驗實現(xiàn)了8路舵機控制脈沖的生成,可廣泛應用于機器人、無人機等控制系統(tǒng),并按上位機與下位機的通信要求設計了一種簡單的通信協(xié)議,以滿足實時控制的需要。
關鍵詞:機器人;舵機控制器;多通道;通信協(xié)議
在機器人、無人機等運動或執(zhí)行控制系統(tǒng)器的設計中,舵機控制效果是系統(tǒng)性能的重要影響因素。舵機可以在微機電系統(tǒng)和機器人系統(tǒng)中作為基本的輸出執(zhí)行機構,其控制和輸出會涉及到多路控制信號的產(chǎn)生問題。如機器人的頭、肩、肘、腕、指等關節(jié),無人飛機的舵面,無人駕駛汽車的方向盤和油門等,都需要由舵機信號來驅動,所以在這一類的控制器中需要多路的PWM信號來控制舵機,從而完成多通道并行控制任務。
1 單路舵機輸出控制原理
1.1 舵機結構及工作原理
舵機是一種位置伺服的驅動器,主要由以下幾個部分組成,舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計、直流電機、控制電路板等。
舵機是一個典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)(如圖1所示),它的工作原理如下,控制電路板接受來自信號線的控制信號,控制電機轉動,電機帶動一系列齒輪組,減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的,舵盤轉動的同時,帶動位置反饋電位計,電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板,進行反饋,然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機的轉動方向和速度,從而達到定位。
1.2 單路舵機的控制信號原理
舵機的控制信號通常為PWM信號,即脈寬控制信號,如圖2所示。
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