伺服馬達(dá)簡介及工作原理

概述:伺服馬達(dá)內(nèi)部包括了一個(gè)小型直流馬達(dá)；一組變速齒輪組；一個(gè)反饋可調(diào)電位器；及一塊電子控制板。其中，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的直流馬達(dá)提供了原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，使之產(chǎn)生高扭力的輸出，齒輪組的變速比愈大，伺服馬達(dá)的輸出扭力也愈大，也就是說越能承受更大的重量，但轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也愈低

微行伺服馬達(dá)的工作原理

一個(gè)微型伺服馬達(dá)是一個(gè)典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)減速齒輪組由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，其終端（輸出端）帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測，該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較，產(chǎn)生糾正脈沖，并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為0，從而達(dá)到使伺服馬達(dá)精確定位的目的。

如何控制伺服馬達(dá)
標(biāo)準(zhǔn)的微型伺服馬達(dá)有三條控制線，分別為：電源、地及控制。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達(dá)及控制線路所需的能源，電壓通常介于4V—6V之間，該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離（因?yàn)樗欧R達(dá)會(huì)產(chǎn)生噪音）。甚至小伺服馬達(dá)在重負(fù)載時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓，所以整個(gè)系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理。

伺服馬達(dá)的電源引線
電源引線有三條，如圖中所示。伺服馬達(dá)三條線中紅色的線是控制線，接到控制芯片上。中間的是SERVO工作電源線，一般工作電源是5V。 第三條是地線

伺服馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度
伺服馬達(dá)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度是由其內(nèi)部的直流馬達(dá)和變速齒輪組的配合決定的，在恒定的電壓驅(qū)動(dòng)下，其數(shù)值唯一。但其平均運(yùn)動(dòng)速度可通過分段停頓的控制方式來改變，例如，我們可把動(dòng)作幅度為90o的轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)分為128個(gè)停頓點(diǎn)，通過控制每個(gè)停頓點(diǎn)的時(shí)間長短來實(shí)現(xiàn)0o—90o變化的平均速度。對(duì)于多數(shù)伺服馬達(dá)來說，速度的單位由“度數(shù)/秒”來決定。

使用伺服馬達(dá)的注意事項(xiàng)

除非你使用的是數(shù)碼式的伺服馬達(dá)，否則以上的伺服馬達(dá)輸出臂位置只是一個(gè)不準(zhǔn)確的大約數(shù)。
普通的模擬微型伺服馬達(dá)不是一個(gè)精確的定位器件，即使是使用同一品牌型號(hào)的微型伺服馬達(dá)產(chǎn)品，他們之間的差別也是非常大的，在同一脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)，不同的伺服馬達(dá)存在±10o的偏差也是正常的。
正因上述的原因，不推薦使用小于1ms及大于2ms的脈沖作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)際上，伺服馬達(dá)的最初設(shè)計(jì)表也只是在±45o的范圍。而且，超出此范圍時(shí)，脈沖寬度轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間的線性關(guān)系也會(huì)變差。
要特別注意，絕不可加載讓伺服馬達(dá)輸出位置超過±90o的脈沖信號(hào)，否則會(huì)損壞伺服馬達(dá)的輸出限位機(jī)構(gòu)或齒輪組等機(jī)械部件。
由于伺服馬達(dá)的輸出位置角度與控制信號(hào)脈沖寬度沒有明顯統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且其行程的總量對(duì)于不同的廠家來說也有很大差別，所以控制軟件必須具備有依據(jù)不同伺服馬達(dá)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置的功能。