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淘豆网网友近日为您收集整理了关于舵的作用原理和对舵机的要求-PPT（荐）的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：第八章第八章舵舵机机?第一节?舵的作用原理和对舵机的要求8-1-1舵设备的组成和舵的类型?舵用作为保持或改变航向?舵垂直安装在螺旋桨的后方?早期船舶采用平板舵?为了提高舵效和推进效率,目前多用由钢板焊接而成的空心舵,称为复板舵?这种舵由于水平截面呈对称机翼形,故又称流线型舵?舵的型式很多,图8—1示出三种?舵叶的偏转由操舵装置(通常称舵机)来控制?舵机经舵柄1将扭矩传递到舵杆3上?舵杆3由舵承支承,它带动舵叶7偏转?舵承固定在船体上,由承及密封填料组成?舵叶还可通过舵销5支承在舵柱8的舵托9或舵钮6上几种舵?不平衡舵图8-1(a)
舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵?平衡舵图8—1(b)
舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置的舵?半平衡舵图8—1(c) 仅于下半部做成平衡型式的舵后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积,转舵时水流作用在它上面产生的扭矩可以抵消一部分轴线后舵叶面积上的扭矩,从而减轻舵机的负荷二、舵的作用原理和转舵扭矩?正舵位置,即α=0时?舵叶两侧所受的水作用力相等,对船的运动方向不产生影响?舵叶偏转任一角度α,两侧水流如图所示?水流绕流舵叶时的流程在背水面就要比迎水面长,背水面的流速也就较迎水面大,而其上的静压力也就较迎水面要小?舵叶两侧所受水压力的合力(称为舵压力)FN就将垂直于舵叶,作用于舵叶的压力中心O,并指向舵叶的背水面?除FN外,水流对舵叶还会产生与舵叶中线方向一致的摩擦力Fr?当舵叶偏转舵角α后,在舵叶的压力中心O上,就会产生一个大小等于FN与Fr合力的水作用F。舵水作用力及其对船的影响?F可分解为与水流方向垂直的升力FL和与水流方向平行的阻力FD,FL=1/2·CLρAυ2FD=1/2·CDρAυ2
x = Cxb式中:CL,CD,Cx—升力、阻力、压力中心系数,其大小随舵角而变,与舵叶几何形状有关,由模型试验测定ρ——水的密度,
A——舵叶的单侧浸水面积,v——舵叶处的水流速度J——舵压力中心至舵导边距离,
b——舵叶平均宽度舵水作用力F对船舶运动的影响?假设在船舶重心G处加上一对方向相反而数值均等于F的力F1、F2?那么水作用力F对船体的作用?可用水作用力对船舶重心所产生的力矩Ms和F2的作用来代替。?由F和F1形成的力矩Ms迫使船舶绕其重心向偏舵方向回转,称为转船力矩:?F2则又可分解为R和T两个分力?纵向分力R=F2sinα,增加了船舶前进的阻力?横向分力T=F2cos α,使船向偏舵的相反方向漂移?水作用力F与船舶的重心G并不在同一水平面上?船在转向的同时,还存在着横倾与纵倾力矩8-1-2-2 转船力矩与最大舵角?转船力矩(Ms)式中;l——舵杆轴线至船舶重心的距离Xc——舵压力中心至舵杆轴线的距离?Ms随舵角α的增大而增大,并在达到某一舵角时出现极大值Mmax?Ms出现极大值时的舵角数值,与舵叶的几何形状有关,并主要取决于舵叶的展弦比λ(λ=舵叶高度A/舵叶平均宽度b)?λ越小, 绕流的影响就越大,即在同样舵角上所产生的舵压力越小,而达到最大转船力矩时的舵角就越大。?舵叶的λ值受到船舶吃水及船尾形状等条件限制?海船(λ=2~2.5),Mmax的舵角多介于30o~35 o之间,规定35 o?河船(λ 1.0~2.0),Mmax出现在35 o~45 o舵角之间lAvClFXFconXlFMlLcDcLs221sin)(???????? 8-1-2-2 水动力矩和转舵扭矩?舵压力FN对舵杆轴线所产生的力矩称为舵的水动力矩,用Mα表示。,称为压力系数,其余符号同式(8—1)?转舵扭矩M?操舵装置施加在舵杆上的扭矩?舵匀速转动时,转舵扭矩M即应等于水动力矩Ma和舵各支承处的总摩擦扭矩Mf的代数和,即M= Ma + Mf?普通平衡舵Mf=(0.15~0.20) Ma?Mα可用经验公式或舵的模型试验资料计算?公称转舵扭矩?指在规定的最大舵角时所能输出的最大扭矩?它是根据船舶在最深航海吃水和以最大营运航速前进时,将舵转到最大舵角所需要的扭矩来确定的?aXAvCXconaFconaFXFM221)(?????1播放器加载中，请稍候...
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文档介绍：
第八章第八章舵舵机机?第一节?舵的作用原理和对舵机的要求8-1-1舵设备的组成和舵的类型?舵用作为保持或改变航向?舵垂直安装在螺旋桨的后方?早期船舶采用平板舵?为了提高舵效和推进效率,目前多用由钢板焊接而成的空心舵,称为复板舵?这种舵由于水平截面呈对称机翼形,故又称流线型舵?舵的型式很多,图8—1示出三种?舵叶的偏转由操舵装置(通常称舵机)来控制?舵机经舵柄1将扭矩传递到舵杆3上?舵杆3由舵承支承,它带动舵叶7偏转?舵承固定在船体上,由承及密封填料组成?舵叶还可通过舵销5支承在舵柱8的舵托9或舵钮6上几种舵?不平衡舵图8-1(a)
舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵?平衡舵图8—1(b)
舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置的舵?半平衡舵图8—1(c) 仅于下半部做成平衡型式的舵后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积,转舵时水流作用在它上面产生的扭矩可以抵消一部分轴线后舵叶面积上的扭矩,从而减轻舵机的负荷二、舵的作用原理和转舵扭矩?正舵位置,即α=0时?舵叶两侧所受的水作用力相等,对船的运动方向不产生影响?舵叶偏转任一角度α,两侧水流如图所示?水流绕流舵叶时的流程在背水面就要比迎水面长,背水面的流速也就较迎水面大,而其上的静压力也就较迎水面要小?舵叶两侧所受水压力的合...
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　　一、舵机原理简述
　　控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。
　　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。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：
　　0.5ms--------------0度；
　　1.0ms------------45度；
　　1.5ms------------90度；
　　2.0ms-----------135度；
　　2.5ms-----------180度；
　　（1）舵机的追随特性
　　假设现在舵机稳定在A点，这时候CPU发出一个PWM信号，舵机全速由A点转向B点，在这个过程中需要一段时间，舵机才能运动到B点。
　　保持时间为Tｗ
　　当Tｗ≥△T时，舵机能够到达目标，并有剩余时间；
　　当Tｗ≤△T时，舵机不能到达目标；
　　理论上：当Tｗ=△T时，系统最连贯，而且舵机运动的最快。
　　实际过程中ｗ不尽相同，连贯运动时的极限△T比较难以计算出来。
　　当PWM信号以最小变化量即（1DIV=8us）依次变化时，舵机的分辨率最高，但是速度会减慢。
　　二、舵机PWM信号介绍
　　1．PWM信号的定义 PWM 信号为脉宽调制信号，其特点在于他的上升沿与下降沿之间的时间宽度。具体的时间宽窄协议参考下列讲述。我们目前使用的舵机主要依赖于模型行业的标准协议，随着机器人行业的渐渐独立，有些厂商已经推出全新的舵机协议，这些舵机只能应用于机器人行业，已经不能够应用于传统的模型上面了。 目前 舵机可能是这个过渡时期的产物，它采用传统的 PWM 协议，优缺点一目了然。优点是已经产业化，成本低，旋转角度大（目前所生产的都可达到 185 度）； 缺点是控制比较复杂，毕竟采用 PWM 格式。 但是它是一款数字型的舵机，其对 PWM 信号的要求较低： （1） 不用随时接收指令，减少 CPU 的疲劳程度； （2） 可以位置自锁、位置跟踪，这方面超越了普通的步进电机；
　　其 PWM 格式注意的几个要点： （1） 上升沿最少为 0.5mS，为 0.5mS---2.5mS 之间； （2） HG14-M 数字舵机下降沿时间没要求，目前采用 0.5Ms 就行；也就是说 PWM 波形可以是一个周期 1mS 的标准方波； （3） HG0680 为塑料齿轮模拟舵机，其要求连续供给 PWM 信号；它也可以输入一个周期为 1mS 的标准方波，这时表现出来的跟随性能很好、很紧密。
　　2．PWM信号控制精度制定
　　如果采用的是 8 位单片机AT89C52CPU，其数据分辨率为256，那么经过舵机极限参数实验，得到应该将其划分为 250 份。 那么 0.5mS---2.5Ms 的宽度为 2mS = 2000uS。2000uS&250=8uS，则：PWM 的控制精度为 8us。我们可以以 8uS 为单位递增控制舵机转动与定位。 舵机可以转动 185 度，那么185 度&250=0.74 度，则：舵机的控制精度为 0.74 度。
　　1 DIV = 8 250DIV=2ms时基寄存器内的数值为：（#01H）01 ----（#0FAH）250。 共 185 度，分为 250 个位置，每个位置叫 1DIV。则：185&250 = 0.74 度 / DIV PWM 上升沿函数： 0.5ms + N&DIV 0us ≤ N&DIV ≤ 2ms 0.5ms ≤ 0.5ms+N&DIV ≤ 2.5ms
　　二．单舵机拖动及调速算法
　　1．舵机为随动机构（1）当其未转到目标位置时，将全速向目标位置转动。 （2）当其到达目标位置时，将自动保持该位置。所以对于数字舵机而言，PWM 信号提供的是目标位置，跟踪运动要靠舵机本身。 （3）像 HG0680 这样的模拟舵机需要时刻供给 PWM 信号，舵机自己不能锁定目标位置。所以我们的控制系统是一个目标规划系统。 （1）HG14-M舵机的位置控制方法 舵机的转角达到 185 度，由于采用 8 为 CPU 控制，所以控制精度最大为 256 份。目前经过实际测试和规划，分了 250 份。将 0―185& 分为 250 份，每份 0.74 度。控制所需的 PWM 宽度为 0.5ms―2.5ms，宽度 2ms。 2ms&250=8us；所以得出：PWM 信号 = 1 度/8us；
　　（2）舵机的运动协议
　　运动时可以外接较大的转动负载，舵机输出扭矩较大，而且抗抖动性很好，电位器的线性度较高，达到极限位置时也不会偏离目标。
　　2、目标规划系统的特征
　　（1）舵机的追随特性
　　① 舵机稳定在 A 点不动； ② CPU 发出 B 点位置坐标的 PWM 信号； ③ 舵机全速由 A 点转向 B 点； △ф = фB - фA △T = △ф&ω ④ CPU 发出 B 点 PWM 信号后，应该等待一段时间，利用此时间舵机才能转动至 B 点。那么，具体的保持（等待）时间如何来计算，如下讲解： 令：保持时间为 Tｗ 当 Tｗ≥△T 时，舵机能够到达目标，并有剩余时间； 当 Tｗ≤△T 时，舵机不能到达目标； 理论上：当 Tｗ=△T 时，系统最连贯，而且舵机运动的最快。 实际过程中由于 2 个因素： ① 1 个机器人身上有多个舵机，负载个不相同，所以ω不同； ② 某个舵机在不同时刻的外界环境负载也不同，所以ω不同； 则连贯运动时的极限△T 难以计算出来。 目前采取的方法是经验选取ω值。
　　（2）舵机ω值测定 舵机的ω值随时变化，所以只能测定一个平均值，或称出现概率最高的点。 依据
　　① 厂商的经验值； ② 采用 HG14-M 具体进行测试； 测试实验：
　　① 将 CPU 开通，并开始延时 Tｗ； ② 当延时 Tｗ到达后，观察舵机是否到达目标； 测定时采用一段双摆程序，伴随示波器用肉眼观察 Tｗ与△T 的关系。 （3）舵机ω值计算 一般舵机定为 0.16--0.22 秒/60 度； 取 0.2 秒/60 度 ＞＞ 1.2 秒/360 度 ＞＞ 0.617 秒/185 度 则ω为 360 度/1.2 秒，2Π/1.2 秒 ω=300 度/秒 那么 185 度转动的时间为 185 度&360 度/1.2 秒 = 0.6167 秒。 （4）采用双摆试验验证
　　3．DAV的定义将 185 度的转角分为 250 个平均小份。 则：每小份为 0.74 度。 定义如下：DAV = 0.74 度 由于：ω = 0.2 秒/60 度 则：运行 1 DAV 所需时间为：0.72 度*0.2 秒/60 度 = 2.4 ms；
　　4．DIV的定义舵机电路支持的 PWM 信号为 0.5ms―2.5ms，总间隔为 2ms。 若分为 250 小份，则 2ms&250 = 0.008 ms = 8us。 定义如下：DIV = 8us。
　　5．单舵机调速算法
　　测试内容：将后部下降沿的时间拉至 30ms 没有问题，舵机照样工作。
　　将后部下降沿的时间拉至 10ms 没有问题，舵机照样工作。 将后部下降沿的时间拉至 2.6ms 没有问题，舵机照样工作。 将后部下降沿的时间拉至 500us 没有问题，舵机照样工作。 实践检验出：下降沿时间参数可以做的很小。目前实验降至 500uS，依然工作正常。 原因是：
　　（1）舵机电路自动检测上升沿，遇上升沿就触发，以此监测 PWM 脉宽“头”。 （2）舵机电路自动检测下降沿，遇下降沿就触发，以此监测 PWM 脉宽“尾”。
　　（1）舵机转动时的极限下降沿PWM脉宽
　　令人质疑的地方为 1.1ms 时的表现，得出的 Tｗ≈ △T； 也就是说 1.1ms = 2.467ms，显然存在问题。 经过考虑重新观察 PWM 波形图发现，电机真正的启动点如下图：
　　实际上由 A 到 B 的运动时间为：△T = Tｗ +（B 点的）PWM
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帮我看看，舵机装哪好，涂鸦给我吧，谢谢咯。
夏季旅游，想飞就飞，南航30万张飞行券，领取优惠为中国队加油。
我现在在外面，不能用电脑，1点半给你答复，要不然你问问@空中看抚顺或@大胃王或@别的那咦呦@火星公猫等等
名字都打错了…我也没电脑…后天才到家。
问过老师了。。。他说装哪都行
回复4楼:别，最好别乱装，舵面切大点！不然飞起来你会哭的
要不然三个舵机你装机头试试
舵机位置中置最好
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舵机的功率是怎么看的，我选的MG995型号。商家告诉我舵机不讲功率的，那么是要多少功率就给多少？还是怎么得知的
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