电子控制的常用元件 - 伺服马达原理与控制（组图）

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伺服马达(Servo Motor)是一种常用的电子控制元件，它的体积小，转速控制稳定，而且输出功率大，对需要高精准控制和较大转矩的控制应用十分合适。伺服马达是马达的其中一种，常见类型有直流、交流和线性伺服马达，对于这种常用的电子控制元件，就让我为大家介绍一下吧！


伺服马达的结构



以直流伺服马达为例，它的内部结构可以分为以上四大元件，分别是直流马达、变速齿轮组、电位器和电子控制板。直流马达提供了原始动力给变速齿轮组，齿轮组让马达的动力转换为转矩，齿轮组的变速愈大，扭力便愈大，同时转速会减慢。而电子控制板便负责接收反遗电路的讯号和直接控制内部的直流马达。



伺服马达一般会分为３－４条接线，分别是马达／控制电路电源接线、负极接线和讯号接线，PWM讯号会通过讯号接线传送到伺服马达的驱动电路中。





上图的右边是直流马达，左边是齿轮组。



图. 伺服马达的系统方框图
一般的伺服马达系统可分为三部份：驱动部、编码器和马达，我们只需要输入特定占空比的PWM讯号，便可以让马达移动到特定的位置。速度、位置回授讯号通常是比例电压，这个比例电压会输入到驱动电路中，驱动电路会比较输入的比例电压并产生纠正脉冲，从而控制马达向特定方向转动，当纠正脉冲接近零时，马达便已经移动到理想的位置，即使外来的力量逼使马达移动，由于伺服马达一般都有较高的扭力，所以比较容易实现精准的控制，而伺服马达的速度一般以"度数/秒"求量度。
在电源配置方面，尽量把马达电源和控制电路电源隔离，因为伺服马达会产生噪音，影响控制电路的操作。




在输入脉波方面，我们需要一个周期性的正向脉冲讯号，不同的占空比代表了不同的转向角度，一般整个讯号的周期大约是20ms，上图是输入不同占空比的PWM讯号时，伺服马达旋转的状况。一般来说，伺服马达的控制范围是+/- 45度，若果输入的讯号导致旋转角度大于+/- 90度，有可能导致伺服马达损坏。

伺服马达的种类
伺服马达可分为传统的模拟伺服马达和数字伺服马达，它们主要的分别是处理输入脉冲的方式和控制直流马达初始电流的方式，数字伺服马达能够有效减少无反应区，产生较大的扭力和增加角度控制的分辨率。



上图的左边是传统模拟伺服马达的输入脉冲，右边是数字伺服马达的输入脉冲。而第一个个案是空载的情况，第二个是较窄的脉冲，第三个是较宽的脉冲，可以看到传统模拟的输入脉冲会有较长的连续停顿，这样会令直流长达造成低效率的输出，数字伺服马达以高频率的输入脉冲运作，令直流马达收到更多激励讯号，收窄无反应区，令伺服马达的加速减速变得更加快反应。

由于伺服马达配备高精准度和强大扭力，在自动控制中一直扮演着重要的角色，它的操控简单，大家不仿以微控制器尝试使用伺服马达吧！

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就是，伺服马达是控制的基础工具呀

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此器件从哪里购买？

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wangmingsd 发表于 2012-12-8 16:57
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