伺 服驱 动 系统 及 其应 用 　一种基于 Ｄ 　 　Ｐ的数 字化舵 机 系统设 计与实现　 Ｓ中北大学 赵小龙 郑 宾 刘雷强　摘要：数 字化 电动 舵机与传统 的舵机相 比，具 有性能好 、易维护 、可靠性高 等优　点， 已成为未来 舵机应 用发展 的方
向。通 过试验 进行验 证，建 立 了舵机 系统 的数学　模型。依据舵机 系统 的技术指标要求 ，设计 了超前校正控制器 ，采用 ＰＤ 制器，进　 Ｉ控 行了系统在空载和加载条 件下的性能仿真和对 比。以专用数字信号 处理 器（ Ｓ ） Ｄ Ｐ芯片　 Ｔ ３ ０ ２ １ 为基础 ，设计完成 了一套基 于Ｄ Ｐ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２ Ｓ 的数 字化舵 机仿真 系统 。 　 关键 词 ：电动舵 机 ＰＤ 制 Ｉ控 Ｄ Ｐ 仿真系统　 Ｓ．Ｉ 曷　 予路 输 出 的 一 定 大 小 和 极 性 的 舵 控 制 信 号　 ， 纵 舵 面 转　 操随 着高 新 技术 在军 事 技术 中 的应 用 ， 机有 力地 促 进 了 舵 　作 战飞 机 的更 新换 代和 空 战武 器 的精确 化 ， 未来 空 中 目标　 使动 。 实 际 舵 偏 角 ６与 要 求 的 角度 存 在 误 差 时 ， 控 制 器　 当 在的作 用 下 产 生 误 差 电压 信 号　 ， 误 差 经 过 驱 动 器 进 行 功　 该 率 放 大后 ， 动 伺 服 电机 转 动 。 服 电机 的 力 矩 通 过 减 速　 驱 伺发 生很 大 变化 ， 空战 环境 变得 越来 越 复杂 … 舵机 作 为某 些　 １。 武 器制 导 系统 的主 要组 成部 分 ， 是操 纵 其机 动飞 行 的重 要执　行 机 构 。 机 按 能源 类 型 可 分 为气 动 （ 括 冷 气和 燃 气 ） 舵 包 舵　传 动 机 构 放 大 ， 动舵 面， 舵 面 向要 求 的 角 度 偏 转 。 差 带 使 误 　，为 正 时 ， 在 伺 服 电机 上 的直 流 平 均 电 压 为 正 ， 面 向 加 舵 　机 、 压 舵机 和 电动 舵机 三 类 。 中电 动舵 机 以其控 制 精 度　 液 其高 、 靠性 高 、 干 扰 能 力强 、 数 便 于调 整 和优 化 ， 易 实　 可 抗 参 容正 方 向转 动 ； 差 ｕ 误 　为负 时， 在 伺 服 电 机 上 的 直 流 平 均　 加 电压为负， 面 向负方向转动 。 舵 当舵 面 偏 转 到 要 求 的 角 度　 时 ， 差 信 号　 为 零 ， 在 伺 服 电机 上 的 直 流 平 均 电 压 为　 误 加 零 ， 面 失 去 驱 动 力 矩 停 止 转 动 。 面 转 动 的角 度 ６， 过　 舵 舵 通现 自检 功 能 等优 点 得 到 广 泛 应 用 。 　电动 舵机 系 统 的 组成　电动 舵机 系统 一般 由 控制 器 、 驱动 器 、 服 电机 、 速传　 伺 减 动 机 构 和反 馈 电路 等 五 大 部分 组 成 。 通常 情 况 下， 动舵 机　 电系 统 的组 成 如 图 ｌ 示 。 是 一个 典 型 的位 置 反 馈系 统 。 所 它 　负载 ｛ 　反馈 电位 器 形 成 舵 反 馈 信 号　 ， 提 供 给 控 制 器 ， 成 系 统　 ， 形的闭环控制 。 　Ｐ Ｄ 制技 术　 Ｉ控ＰＩ 　Ｄ控 制 器 由比例 单 元 （ 、 分 单元 （ ） 微分 单元　 Ｐ） 积 Ｉ和 （ 组成…。 Ｄ） 其输 入ｅ ｔ 与输 出ｕ ｔ 的关 系如 式（ ） 示 ： （） （） １所 　 Ｕ ｔ ＝ｋ 【（ ） Ｔ ， （ ）ｅ ｔ ＋Ｔｄ （ ） ｄ ］ （ ） （ ） 。ｅ ｔ ＋ ｊ ｅ ｔｄ （ ） ｄｅ ｔ ／ ｔ 　 １　式 中积 分 的上 下 限分 别是 ０ ｔ 因此 它的传 递 函数 如式　 和 。图 １电动舵机 系统组成　（ ） 示： ２所 　Ｇ ｓ ＝Ｕ ｓ ／Ｅ ｓ ＝Ｋ １ ／ ｉ ｓ ＋Ｔ 　 】 （ ） （ ） （ ） ｐｆ＋１ Ｔ （ ） ｄ ｓ 　 　 （） ２　电动 舵机 系统 的 工作 原 理　电动 舵 机 系 统 的工 作 原 理 是 ， 据 某 武 器 制 导控 制 电　 根其 中 为 比例 系数 ； 　 　 Ｔ 为积分 时 间常 数； 为微分 时 间　 　常数。 　４ 　 Ｓｅｖ 　 ｎｒｌ ０ ｒｏ Ｃｏ ｔｏ　ｒ――一　《服 　 鹣 何 翩》 　电动舵机 系统各部分及其数　 学 模 型　中央控制单元及驱动器的选择　数字信号处理￣Ｄ Ｐ Ｔ ３０ ２ １ ） Ｓ （ ＭＳ ２ Ｆ ８２　 由于 采 用 了 不 同 的 内 部 结 构 ， 行 速　 执 度 上 相 对 于 单 片 机 有很 大 的 提 高 ， 在　对 无刷 直 流 伺 服 电机 的 控 制 方面 ， 由　小、 度高 、 率高 、 精 效 易排 布等 优 点 。 数　学模 型 的 建立 如 式 （ 所 示： ４） 　×２ 　度 和 动态 性能 直 接 影 响 着 系 统 的低 速　性 能 和 快 速 性 考 虑 到 精 度 问 题 ． 用　 选Ｋ　 ＝ 　 ０＝｝　 一 　 １ １ 　Ｌ ａｎ 　～ （ 斗 ４ 　 ） 　Ｃ Ｍ０ ５ Ｓ ２ Ａ系列 霍 尔 电流 传感 器 ， 传　 该感 器 应 用 霍 尔 效 应 的 闭 环 电 流 传 感　其中 　 为 滚 珠 丝 杠 丝 杆 螺 杆 螺　 距 ； 为舵 机 轴 与 丝 杠 丝 杆 的 垂 直 高　 矗 度 ； 舵 轴 偏 转 角 度 ； 据滑 块 移 动 的　 　 根 距 离 可 以 得 到 滚珠 丝杠 螺杆 对应 转 过　 的 角度 ， 电机 与滚 珠丝 杠 同轴 ， 电机　 故 在 时 间 ｔ内转 过 的 角度　 如 式 （ 所　 ５）器 ， 流 在 原 边 和 副 边 回 路 之 间 高 度　 电 绝缘， 用于测量直 流、 流、 冲 以 可 交 脉 　及 各 种 不 规 则 的 电流 波 形 ， 的 结 构　 它 参 数 随 着 接线 的 不 同也 随 之 变 化 。 这　于 有 了专 用 工 业 控 制 用 的Ｄ Ｓ Ｐ的 支　 　　持 ， 其 在 控 制 精 度 上 达 到 了一 个 新　 使 的 高 度 ， 且 此 类 ＤＳＰ所 提 供 的各 种　 而 　　接 口（ 　 Ｍ 输 出 ， 如ＰＷ ＡＤ输 入 ， 　 　 ， ＳＣ Ｉ　样 电 流 的 波形 忠 实 的反 映 原 边 被 测 电　流 的 波形 ， 是 一 个 匝 比 的 关 系 。 只 　示 ， 算 图 如 图３ 示 ： 计 所 　口一１ 　 ／ ×２ 　 （） ５　Ｓ ， Ｃ串行 通 讯接 口， Ａ ＵＳ 等　 ＰＩ 　 Ｃ Ｎ， Ｂ等 ） 得 其 在 电 机 控 制 领 域 中 独 领 风　 使控制系统总体的硬 件构成　舵 机 控制 系 统总 体硬 件 构成 如 图 ５ 　所 示 。 系 统 的 控 制 电 路 主 要 由 光 电 隔　 本骚 ， 占熬 头　 。 独 　 驱 动 器 的 作 用 ， 将 前 级 来 的 信　 是离、 功率 驱动 模￣Ｄ Ｐ（ Ｍ￥ ０ Ｆ ８２　 Ｄ Ｓ Ｔ ３２ ２１）单元 组 成 ， 当然还 包 括ＤＳＰ供 电 电路 、 　 接 口 电路 ， 以及 必 要 的保 护 电 路 。 　号 通 过 功率 放 大 ， 驱 动 伺 服 电机 的　 来转 动 。 动 级 的 功 率 放 大 器 件 有 中 功　 驱率 晶体 管 、 功 率 达 林顿 晶体 管 、 控　 大 可硅 、 关 断 可 控硅 、 效 应 功 率 管 、 可 场 双　 极 型 晶 体 管 与 场效 应 管 的复 合 管 以及　各 种 功 率模 块 。 　控 制 系统 的 软 件 设 计　本 系 统 整 个 软 件 采 用 模 块 化 设　 计 ， 各 个 功 能 相 对 独 立 的 子 程 序 有　 由图 ３ 滚珠丝杠计算 图　无刷直流 电机及数学模型　无 刷 直 流 电机 既 具 有 传 统 直 流 电　序 地 组 成 一 个 完 整 的控 制 系 统 软 件 ， 　其 中 主程 序 采 用 中断 的 方 式 进 行 子 程　测速装置及 数学　模 型　测 速 是 速 度 闭　环控 制 的关 键 。 运　机 的 优 点 又 具 有 交 流 电动 机 结 构 简　 单 、 行 可 靠 、 护 方 便 等 一 系 列 优　 运 维点 ， 子 采 用 瓦 形 磁 钢 进 行 特 殊 的 磁　 转 路 设计 ， 获 得 梯 形 波 的 气 隙磁 场 ， 可 定　子 采 用 整距 集 中绕 组 ，由 逆 变 器 供 给　 方 波 电 流 ｌ］ 无 刷 直 流 电机 动 态 结 构　 ２。动 控 制 系 统 对 检 测　元 件 的 基 本 要 求　是 ： 度 好 ， 敏 度　 精 灵 高 ， 靠 性 好 。 统　 可 系中 采 用 数 字 式 测 速　图 如 图２ 示 ， 无刷 直 流 电机 动态 结　 所 由 构 图 可 求 得 其传 递 函数 为 ： 　 （］ ３ 　其 中Ｋ 为电动 势传 递 系数 ； 为转　 　 矩传 递 系数 ： 　 为电机 时 间常数 。 　元 件一 光 电 式 脉 冲　图 ４ 光 电式 脉 冲编 码 器 结 构 示 意 图　编 码 器 。 电 式 脉　 光冲 编 码 器 ，它 由 光　墨 　ＤＳ 　 ＭＳ ２ Ｆ ８１ 　 ＰＴ ３ ０ ２ ２源 、 光 镜 、 电　 聚 光盘、 圆盘 、 电 元 件　 光和 信 号 处 理 电 路 等　图 ２ 无 刷 直 流 电机 动 态 结 构 图　组 成 。 结 构 示 意　 其 图 如 图４所 示 。 　Ｉ器 　 ｌ― 　 ｒ―　 广节 ］ 调］ ― 卜 调器　 节 ― ｊ ―― Ｉ ｝动路 Ｉ　 Ｐ 电 Ｍ 驱电流 ｃ 　采样　减速传动机构的选择　减 速 传 动 装 置 种 类 很 多 ， 谐 波　 有 齿 轮 、 粉 离 合 器 、 珠 丝 杠 和 齿 轮 副　 磁 滚相 结 合 等 多 种 传 动 方 式 。 珠 丝 杠 和　 滚电流的检测　电 流 传 感 器 是　光 电　 编 码 器　ｆ 位 置　 ；传 感 器 　无刷 直 　 流 电机 　伺 服 系 统 中 的 一 个　齿 轮 副 相 结 合 的 传 动 具 有 体 积 重 量　重 要 元 件 ， 的 精　 它图 ５ 系 统 总体 硬 件 构 成 图　Ｓｅ ｖ 　 ｒｏ Ｃｏｎ ｒ Ｉ ４ １ ｔｏ　 　 　一――］ 　ｍ嗍伺服驱动系统及其应 用 　序调 用 （ 图６ 。 见 ）　空 载 条 件 下 ， 入 为２。 跃 信 号　 输 阶 时的仿 真 结果 如 图 ８ 示 。 所 　（程开 ） 主序始 　◆　ｌ统 始 　 系 初 化ｌ卤　设 置 Ｅ ＡＩ较 单 元 、ＡＤＣ模 块　 Ｖ ： ￣ ．图 １ 仿 真 结 果　 １结 论　设置Ｅ Ｂ Ｖ 模块 通用 　 定时器 、捕获单元　鉴 于 ＰＩ 　Ｄ控 制 的控 制 精 度 尚不 算 　高 ， 经 不 是 未 来 控 制领 域 的发 展 方　 已ｌ始 ｓ ｆ 初 化ｃ 　 ｝初始化ＰＥ Ｉ 中断　图 ８ 仿真结果　 空 载 条 件 下 ， 入 为 ５。 跃 信 号　 输 阶 时 的仿 真 结果 如 图９ 示 。 所 　向 ， 在 已 经 在 工 程 中应 用 的 现 代 控 现 　制理论 ， 现 出强 大的生命 力 ， 表 可　将模 糊 控 制 引 用 在 舵 机 中 ， 规 则 的 其 　建 立 和 优 化 方 法 都 更 加 适 合 舵 机 系　ｆ始 Ｐ中 矢 表Ｉ 初 化Ｉ 断 量 　 ＥＩ 　 Ｊ　统 【１ 另 外 ， 字 信 号 处 理 器 的功 能 ４； 数 　 在 实 现 舵 机 控 制 和 自检 功 能 等 方 面 　 有 待 进 一 步 开 发 ， 些 都 是 今 后 研 究　 这的方 向。 　控制器通过运算计算出参考 电 　 流和占空比并设置相应 寄存器　作 者 简 介　赵 小龙 （ ９ ６一） 男 １８ 　图 ９ 仿真结果　硕 士研 究　生 ， 究 方 向为 动 态测 试 及 智能 仪 器 。 研 　负载 电流 为 １ ｍＡ时 ， 　 ０ 输入 为 ２ 阶　 。开 启 中断　跃 信 号 时的 仿真 结 果如 图 ｌ 所 示 。 　 ０ 　等待并响应中断　参 考 文 献　［】景蓉， １ 彭舒钰 ． 小型 电动 比例舵机 研究 ［】 Ｊ， 　航空兵器， ０ ２ （ ）１ ―２ ． ２ ０ ，３ ：８ ０ 　图 ６主 程 序 流 程 图　［ 巫传专， ２ 】 王晓雷 ． 控制电机及其应用 ［ ． Ｍ】北　 京： 电子工业 出版社 ，０８２． ２０．６ 　无刷直流电机的控制系统建　 模和仿真　ＭＡＴＬＡ ／Ｓｉ 【 ｎ 是一 个 用来　 Ｂ ， ｍｕ ｉ ｋｆ】赵红恰． Ｓ 技术与应用实例 【 ． ３ ＤＰ Ｍ】 北京： 电　子工业 出版社，０ ８ Ｉ ． ２ ０ ． 一２ 　对 动 态 系 统 进 行 建 模 、 真 和 分 析 的　 仿图 １ 仿真 结果　 ０［］曾光奇， ４ 胡均 安， 东， 王 刘春玲等． 模糊 控制　理论与工程应 用 ［ ． Ｍ】 武汉 ： 中科技 大学　 华软 件包 ， 支持 连 续 、 散及 两者 混 合　 它 离的线性和非线性系统， 支持具有 多 也 　 种 采 样速 率 的多 速率 系统 （ 见图 ７ 。 ）　负载 电流 为１ ｍＡ时， ０ 输人 为２ 。 Ｏ 阶　跃 信号 时 仿真 结果 如 图 １ｌ 　 所示 。 　出版社， ０６ １ ） ２０（８． 　［ 秦文甫． ５ 】 基于Ｄ Ｐ的数 字化舵机 系统设计　 Ｓ与实现 ［ 】 北京： Ｄ． 清华大学， ０ ４ ２ ． ２０（ ） 　 【】唐 昆， ６ 王平军等 ． 基于 Ｓ ｍｕ ｉ ｋ ｉ ｌ ｎ 的舵机伺　 服 系统非线 性建模与仿真 … ． 微计算机信　 息， ０ ０ ８ ： ３ 一ｌ １ ２ １， ―１ ｌ９ ４ ． 　通过 比较 两 组仿 真 结 果 可 知 ： 　 （ ） Ｄ 正控　 １ＰＩ 校制 在 有 负 载 时相 对　无 负 载 时 调整 时间　变 长 ， 态 误 差 也　 稳 略 有 增大 。 　 （ ２）当透 控 角　●■ 　较 大 时 ， 调 量 减　 超图 ７舵机仿真建模整体控制框图　小趋 势 明显 。 　４ 　 Ｓｅｖ 　 ｎ ｒｌ ２ ｒｏＣｏ ｔｏ　ｒ―――一　
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基于PIC单片机的仿生机器鱼的舵机控制
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仿生机器鱼实验平台属于教育部和北京邮电大学共同出资支持的一项&国家级大学生创新性实验计划&项目，是一个集光、机、电、流体、智能于一体的实验平台，研究内容包括：仿生机器鱼机械结构的研究，推荐效率的研究以及控制性能的研究。
　　1 仿生机器鱼平台简介：
　　设计制作的机器鱼模仿鲹科鱼类的外形，头部采用刚性结构的塑料材料。其形状采用流线型，模仿真鱼鱼头的形状和大小比例。在
　　仿生机器鱼实验平台属于教育部和北京邮电大学共同出资支持的一项&国家级大学生创新性实验计划&项目，是一个集光、机、电、流体、智能于一体的实验平台，研究内容包括：仿生机器鱼机械结构的研究，推荐效率的研究以及控制性能的研究。
　　1 仿生机器鱼平台简介：
　　设计制作的机器鱼模仿鲹科鱼类的外形，头部采用刚性结构的塑料材料。其形状采用流线型，模仿真鱼鱼头的形状和大小比例。在鱼头的内部空间里安装电源及控制电路，并在鱼头两侧鱼眼处及在头前部的偏下侧安装了3 个红外传感器，构成了一个探测左、前、右三个方向的传感器网络，让鱼具有自助避障的功能。
　　使用铝合金制作的鱼骨架把三个舵机串联起来，鱼骨架支撑起套于舵机外面的橡胶鱼皮，便构成了了机器鱼的鱼身这个三关节的驱动系统。使用铝合金制作的连接件将鱼身通过螺纹连接的方式固定在在刚性鱼头上，鱼身的橡胶鱼皮使用热熔胶粘在鱼头上，这样便构成了机器鱼的整体结果。具体如图1 所示。实验证明，这种方法简单易行，且方便拆卸和组装。
　　机器鱼技术指标：巡游速度：1.2~1.5m./s；全电量巡游距离：4.5~5.5 千米；转弯半径：15~20cm。
　　2．系统组成及工作原理：
　　从功能上看，整个鱼体的系统可以分成三大块，分别是：感知区，决策区，行为区。感知区对应着多红外传感器网络和无限传输模块，而决策区指的是主控芯片(MCU),动作区对应着舵机串联组成的三关节驱动系统。具体如图2所示。本系统的最重要的工作集中在对多舵机的协调控制，因此主要围绕舵机的控制工作进行细致详尽的介绍。
　　3 舵机的控制
　　3.1 舵机的工作原理：
　　舵机主要由以下几个部分组成：舵盘、减速齿轮组、比例电位器（位置反馈电位计）、直流电机（马达）、控制电路板等。其工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制直流电机转动，直流电机带动一系列齿轮组，其齿轮组的输出轴与一个线性的比例电位器相连，该电位器把输出轴转过的角度& 转换成比例的电压反馈给控制电路，控制电路将其与输入的控制脉冲信号比较，产生纠偏脉冲，并驱动马达正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，令纠正脉冲趋于为0，从而达到使舵机精确定位的目的。舵机是一个典型闭环反馈系统，其工作原理由图3 所示。
　　舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这两根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，另外一根线是控制信号线，一般为白色。
　　3.2 单舵机和多舵机的角度控制
　　3.2.1 单舵机的角度控制：
　　由舵机的工作原理可知，给舵机输入一个周期在20ms 左右，脉冲宽度在0.5ms 至2.5ms 之间的周期性脉冲信号，驱动舵机输出轴达到-90&到90& 之间的转角，呈线性变化。并且无论外界转矩怎样改变，舵机的输出轴都会保持在一个相对应的角度上，直到给它提供一个另外宽度的脉冲信号，才会改变输出角度到新的对应的位置上。通过编程，借助单片机的输出端口得到需要的周期性脉冲信号。
　　程序示例：（晶振为：4MHZ，脉冲从PORTDbits.RD0 输出）
　　从上面的程序可知，通过改变delay 函数的形参j，可以根据需要，得到具有相应脉冲宽度和周期的脉冲信号。例如，改变以上程序段的1 至4 行为：
　　得到输出脉冲宽度为1ms，周期为20ms 的脉冲信号，然后借助for 循环，将能得到所需要的周期性脉冲信号，驱动舵机输出轴达到-90&到90& 之间的转角。
　　3.2.2 多舵机不同角度的控制：
　　通过多舵机不同角度的控制，可以控制几个舵机同时向不同角度扭转，以达到预期的控制目的。
　　具体的实现方法是：在定时器延时函数中设定一个计时值t（在程序中t 在初始化时值为0），使t 在每次定时器计时完毕时加1。例如，定时器一周期的定时时间为0.25ms，则t值每加1 就相当于0.25ms。当t 的代表值达到20ms 也就是当t 等于80 时清零，这样就可以将脉冲周期控制在20ms，再通过使用if 语句查询方式，可以调节同一周期脉冲的脉冲宽度，即能使多舵机同时向不同角度旋转。
　　程序示例：（晶振为：4MHZ，脉冲从PORTDbits.RD0，PORTDbits.RD1，PORTDbits.RD2三个端口中输出）
　　通过以上程序再配合for 循环，便能在PORTDbits.RD0，PORTDbits.RD1，PORTDbits.RD2三个端口得到脉冲宽度分别为1ms，1.5ms，2ms，周期同为20ms 的三种周期脉冲信号，从而达到对三个舵机同时进行不同控制的要求。当然利用以上的方法，可以很轻松地对3 个以上的多个舵机同时进行控制。
　　3.3 舵机的速度控制
　　通过舵机的特性可以了解到舵机的瞬时运动速度是由其内部的直流电动机和变速齿轮组的配合来决定的，在恒定的电压驱动下，其数值是恒定的。但舵机的平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变，例如，把动作幅度为90&的转动细分为128 个停顿点，通过控制每个停顿点的时间长短来实现0&到90&变化的平均速度。也就是说，将90 度的连贯一步转动变为128 个停顿的步进转动，通过每步之间的短暂停顿可实现减速的目的，因为停顿时间非常短因此可看做是90&的连贯转动，由于篇幅的限制，这里不再给出相应的程序实例，感兴趣的读者可以自己参考上面的程序实例进行编写。
　　4．结束语
　　本文介绍的这种方法产生的PWM 波形精度高，能够很好的完成舵机的控制工作，舵机工作稳定，我们设计制作的机器鱼成功地实现了鱼类的一些基本运动动作，如前游，加速，停止，前进中转弯等，这也验证了所采用的多关节驱动方式和对多舵机的控制方法是行之有效的。本文通过以仿生机器鱼为载体进行撰文，意在抛砖引玉，希望对其它的舵机控制应用起到帮助。
　　本文作者创新点:
　　文中以仿生机器鱼为运用背景，采用PIC18F452 单片机作为舵机的控制单元，运用单片机的定时器从单片机的端口产生周期性脉冲信号。
　　参考文献（Reference）：
　　[1] 刘和平. PIC 18Fxxx 单片机原理及接口程序设计.北京：北京航空航天大学出版社，2004
　　[2] 李学海. PIC 单片机实用教程-提高篇(第2 版).北京：北京航空航天大学出版社，2007
　　[3] 王志良，周卓，靳松，赵积春. 竞赛机器人制作技术.北京：机械工业出版社，2007
　　[4] 周志强，王志良，张雪元，黄海欢. 仿生机器鱼的设计及其运动控制研究. 微计算机信息, 2006 年 第22 卷 第17 期
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电路图分类
&&& 目前，处理器性能的主要衡量指标是时钟基于DSP的舵机电动加载系统研究
电动负载模拟器是一种采用电动机作为执行元件的舵机加载装置,用来在实验室条件下模拟飞行器飞行过程中舵面所受力的情况,是一种地面半实物仿真设备。随着导弹事业的发展,对飞行器舵机的精度和动态性能的要求提高,对加载系统的精度和动态响应也相应地提出了更高的要求。本文针对这一要求,对舵机电动加载平台进行了详细研究。本文主要完成了以下工作:1)首先设计了以直流力矩电机作为加载执行元件的电动加载系统总体方案,建立了系统各部分详细的数学模型。在此基础上,分析了舵机运动和多余力矩的关系以及影响多余力矩的主要因素。结合电动加载系统的运行特点,采用了适合本系统要求的控制方法(模糊自适应PID)来降低系统的多余力矩,并通过与经典PID控制算法的比较,验证模糊控制方法的有效性。2)本文给出了详细的系统硬件电路。围绕TMS320F2812 DSP控制芯片展开,设计了外围各个部分的电路,并对关键部分给出了详细的分析说明。主要包括控制器的控制电路、光电隔离电路、&
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电动加载系统是用来模拟飞行器舵机在飞行过程中受到的空气动力力矩载荷，是一种地面半实物仿真设备。随着国防事业的发展，对飞行器舵机的精度和动态性能的要求提高，对加载系统的动态响应和精度也相应地提出了更高的要求。本文正是针对这一要求，设计了一套基于DSP的舵机电动加载平台。论文首先在以前各种加载理论和经验的基础上，对电动加载系统的特性进行分析研究，以单通道加载系统为例，建立了电动加载系统的数学模型；采用了电流负反馈的矢量控制策略；提出了系统的一些控制方法，实际采用了同步补偿的控制方法，从而大大减小了舵机本身对加载系统的位置干扰。论文根据要求设计了加载系统的总体方案，其中包括了系统的总体结构、工作原理、各组成部件的选取，并分析了加载系统的关键技术，给出了多余力的计算方法。论文给出了系统软硬件的详细设计。硬件设计部分，主要围绕系统的控制核心TMS320F2812 DSP展开，设计了各部分电路，对关键部分给出了详细的分析说明。软件设计部分，...&
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