舵机测试实验报告

舵机测试实验报告张冲一、 实验目的为了较好的设计旋翼无人机的舵机控制系统，必须首先确定舵机的旋转精度，舵机精度的高低肓接影响控制的精度。如果舵机的精度达到1°,那么我们现有的控制方式将能很好的实现舵机的控制，从而保证旋翼无人机控制系统的精度。如果达不到1°,那么我们需要根据舵机的实际精度来改进控制方式，使其尽可能的满足旋翼无人机的控制要求。所以我们设计了这个舵机测试实验来验证S3156型舵机精度能否达到1°。二、 实验原理如图1,舵机的控制信号是脉冲宽度调e>J（PulseWideModulator,PWM）信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。| 18ni$<=F<20ins || 18ni$<=F<20ins |r图1PWM控制信号（左图）实测得PWM信号（右图）受到舵机测试仪给出的PWM控制信号2后，与舵机相连的指针将发生偏转，偏转变化最将通过转台刻度读出。如果舵机输出位置精度达到1°,则满足设计要求。斛舵机基座三、实验步骤图2舵机精度测试平台图2舵机精度测试平台1、 把舵机固定在转台屮央，使得舵机的转子与转台的圆心重合。2、 把舵机输入端连接到舵机测试仪的输岀端，把舵机测试仪接上电源3、 把测试仪的输出端连上示波器，系统连接完成如下图3。4、 打开示波器电源，手动微调一下舵机测试仪，使其偏转角度尽可能的小，用游标转盘精确的量出偏转的角度并记录下来；从示波器上读出PWM波的周期以及高电平部分持续时间,并记录下来。先从0°一直测到30°,然后再从0°测到・30°。图3系统连线实拍图四、实验器材示波器，S3156高精度舵机，舵机测试仪，转台，电源，导线。舵机具体的选择标准如下：1、 质量在10g以内的微型数字舵机，尽量减少RUAV总重2、 速度0.15/60°（即舵机偏转60°需要0.15）左右3、输出力矩Msew>0.23kg•cm

.7i\实验数据顺时针旋转30°逆时针回转30°PWM波占空比△舵机输出PWM波山空比A舵机输岀输入时间角度&（单输入时间角度。（单£（单位：°）叫（单位：°）位：ms）位：ms）1.539.27%0.31.549.33%-2.11.519.15%1.51.569.45%-5.71.499.03%2.91.589.58%-7.61.478.91%4.51.599.64%-9.41.46&85%6.31.619.76%-10.81.448.73%7.01.629.82%-12.51.438.67%8.41.649.94%-14.01.41&56%9.11.6610.06%-15.81.408.48%11.11.6710.12%-16.61.388.36%12.51.6910.24%-17.91.378.30%14.21.7010.30%-19.41.358.18%15.71.7210.42%-21.21.338.06%17.31.7410.55%-22.51.328.00%19.11.7510.61%-23.71.307.88%20.71.7710.73%-25.61.287.76%22.51.7810.79%-27.01.277.70%24.01.8010.91%-28.41.257.58%25.91.8211.03%-29.81.247.52%27.11.8311.09%-31.91.227.39%2&91.8511.21%-33.51.207.27%30.11.197.21%31.91.177.09%33.9其中，PWM波周期是恒值T=16.5/^v,电源输出电压U=5V。六、数据处理1、用matlab对43组输入输出数据进行描点和一阶|山线拟合（如图4）：

输入输出曲线deta（单位:%）图4由测试结果可知，PWM波的占空比与舵机的输出角度呈良好的线性关系，拟合的一阶曲线函数为&=-16.41264+150.1945o2、求42组输入输出的差值的平均值（即在这个测试仪下的舵机精度）：△歹=△◎+…+40%2=1.60。=△（】+•••临=0.01619ms2〃/△歹=0.01012〃%七、总结手动控制舵机测试仪只能时舵机的精度保持在1.6°,达不到1°的理想要求。但是由△乙与△歹的比值可知每变动0.01ms的PWM波的高电平持续时间舵机能变动1°。由于这rl个实验使用的舵机测试仪的精度和手动控制局限性，并不