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舵机测试实验报告 -反恐精英 2014.9.23 一、实验目的 为了更好地熟悉信号发生器、稳压电源等多种仪器的使用，以及为以后更好地设计 “排爆”机器的舵机系统，我们需要对舵机转盘旋转角度与其控制信号周期、占空比之间 的关系进行及较为精确的定性定量分析。 二、实验原理 舵机的控制信号是PWM 信号，利用其占空比的变化可改变舵机的位置。舵机的控制一 般需要一个20ms 左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms 范围内的角度 控制脉冲部分，总间隔为2ms。 此外，PWM 信号周期对舵机转盘转动角度的可控范围也有一定程度的影响。 三、实验思路 1、根据查询的相关资料里的数据，进行验证型实验。即连接好测量电路后，将控制信 号的参数设置为资料中提供数据，测量相对应舵机转盘转动的角度，测量约4~5 组实验数 据并记录。 2、电路连接保持不变，固定控制信号频率值，调节其占空比，间隔为2.5%，测量相 对应舵机转盘转动的角度，记录实验数据。 3、电路连接保持不变，依次固定控制占空比为2.5%、5%、7.5%，调节控制信号频率 （即信号周期），间隔为10Hz，测量相对应舵机转盘转动的角度，记录实验数据。 4、拆除电路，将信号发生器输出直接与示波器相连，估计信号发生器实际输出信号的 相关参数与其设定标准值之间的误差。 5、将记录好的实验数据进行分析总结，得出结论。 四、舵机转盘旋转角度的测量方法 根据实验的硬件条件，我们做出了以下三种测量方案： 1、认为圆形孔状转盘上各孔间距相等，根据某一孔的位置变化，粗测出转盘转过的角度。 这种方法比较粗略，可以大致得出转动角度随占空比线性变化的结论。 2、在纸上画出圆形表盘，将舵机的三根电线与12 点钟方向对齐，记录舵机扇叶的初始位 置，每转过一定角度，用笔垂直于扇叶向下在纸上标注。用量角器测出纸上各点对应的圆 心角。 这种方法误差在于舵机转盘的中心与纸上表盘的中心不一致，导致所测角度与实际值 存在较大偏差。 3、将舵机正面朝向纸面，用铁丝从纸的反面对准舵机转盘中心戳一个小孔作为角度测量的 圆心，将每次转动后扇叶在纸上的位置记录下来。最后用量角器测出纸上各点对应的圆心 角。 这种方法以舵机转盘的中心为圆心进行测量，并且舵机扇叶与纸面垂直距离较小，在 记录点的位置时避免了笔与纸面不垂直等因素带来的影响。 在实验过程中，我们最终采用方法三进行角度测量。 五、实验过程中需要注意的地方 （由实验中遇到的问题总结所得） 1、舵机接线的方法：黑色接电源负极，橙色接控制信号，红色接直流电源正极。 2、接线过程中要保证线路连接稳定，避免虚接、短接等问题。 3、在进行硬件电路接线之前要保证对实验原理有一定的了解，并对整个实验有较为清晰的 设计思路。 4、有些问题在实验方案设计的时候并未考虑到，因而需要一边进行实验，一边对实验方法 进行改进、完善。 六、实验结果及分析 （一）控制信号频率设定为固定值时，舵机转盘转动角度随占空比的变化： 1、f=50Hz （T=20ms）时， τ=t /t （%）(占空比) θ（°）（舵机转盘转动角度） on off 0 0 2.5 65 5 115 7.5 160 10 225 结论：按照上表的数据，由图可知θ随τ增加呈线性增长，且τ每增大1%，θ增加21.8° 2、f=100Hz （T=10ms）时， τ(%） θ（°） 2.5 0 5 37 7.5