ШИМ-сигнал рулевого механизма | Три ключевых шага, чтобы попрощаться с дрожью

Зимой в лаборатории дует резкий ветер за окном. Механическая рука передо мной изначально была точной, как девственница, но теперь она, казалось, страдала от безумия. Его голова продолжала трястись и трястись, а также издавала пронзительный хруст. Подумайте сами, думаете ли вы, что видели где-нибудь такую ​​сцену? Этот серво был в ярости. Причина его гнева в том, что сигналы, которые я подавал, были двусмысленными и неясными. Дело не в том, что оно не хочет двигаться, а в том, что я не научился правильно с ним общаться. Это противостояние в молчаливом состоянии, глубокой ночью, замучило многих студентов, которые только что вступили в эту сферу. Если вы хотите узнать правду, вам следует спросить: на каком языке работает рулевой механизм? Ответ: сигнал ШИМ, который представляет собой широтно-импульсную модуляцию. Однако узнать его название легко, а вот понять его значение сложно. Только тот, кто знает его методы, может заставить его склонить голову и подчиняться приказам.

Сигнал ШИМ действительно является секретной командой рулевого механизма. Независимо от того, какие огромные амбиции содержит в себе секретное командование, оно интерпретирует только два элемента: продолжительность высокого уровня. Существует также цикл, который движется вперед и назад. Раньше в лаборатории часто можно было увидеть, как студенты используют грубые импульсы для его приведения в действие. Реакция сервопривода была либо напуганной птицей, сильно дергающейся, либо как у старика, медленной и вялой. Глядя на экспериментальные дневники предшественников, повсюду в словах такие разочарования. Основная причина заключается в том, что не понято однозначное соответствие между «импульсом» и «положением». Период стандартного сервопривода всегда составляет двадцать миллисекунд, как и у фиксированного троса. С точки зрения диапазона веревки, время, в течение которого достигается высокий уровень, колеблется вперед и назад в диапазоне от 0,5 до 2,5 миллисекунд. Эта разница всего в две миллисекунды делит весь диапазон сервопривода от нуля до ста восьмидесяти градусов. 0,5 миллисекунды, это тихая команда в крайнем левом положении; 1,5 миллисекунды — это все еще ожидание и наблюдение в средней точке; 2,5 миллисекунды, это страстный призыв в правом крайнем положении. Однажды я видел случай, когда студент отлаживал механический коготь, а сервопривод всегда дергался и трясся около средней точки. После неоднократных размышлений и исследований он так и не смог выяснить причину.Позже я использовал осциллограф, чтобы наблюдать за ним, и обнаружил, что ширина его импульса хаотично менялась между 1,49 и 1,51 миллисекунды.. Это не вина самого сервопривода, а вызвано шумовыми помехами, создаваемыми источником сигнала. Чистый источник питания и хорошо экранированная сигнальная линия — их важность в данный момент очевидна. Позвольте мне спросить, если нет приказа об очищении, как верный слуга может делать правильные дела?

Стабильный период является основой сигнала. Двадцать миллисекунд, никакого беспорядка.Если цикл неустойчивый, либо сокращается до десяти миллисекунд, либо увеличивается до тридцати миллисекунд, декодер внутри сервопривода будет чувствовать себя как в тумане.. Он не может распознать такой искаженный код и может принудительно управлять двигателем только на основе неполной информации. В результате он будет трястись, нагреваться, выть и даже перегорать. Однажды я имел дело с примером, когда сервоприводы на ногах робота двигались очень странно. Иногда они были могущественными, а иногда слабыми и слабыми. Изначально было установлено, что шестерня изношена, но замена не дала эффекта. Позже я проверил его управляющую программу и обнаружил, что разработчик динамически менял период сигнала в цикле, чтобы добиться скорости. Такая конструкция – это все равно что пытать рулевой механизм. Цикл постоянен, как и ритм сердцебиения. Если сердцебиение становится нерегулярным, функции всего организма нарушаются. Поэтому первое, что нужно сделать каждому, кто хочет, чтобы сервопривод работал плавно, — это зафиксировать ограничение цикла в двадцать миллисекунд. Его нельзя превышать даже на полшага. Только в этом твердом ритме, на основе игры, только за счет изменения времени на высоком уровне, можно говорить о точном контроле. Простой пример: сигнал ШИМ подобен одинокому волку, воющему на луну. Его тон (ширина импульса) передает намерение, а его интервал (период) следует вечному ритму неба и земли!

Помимо технологий, происходят также изменения в окружающей среде, которые также могут сбить с толку сердце рулевого механизма. Особенно, когда времена года меняются и температура внезапно падает. Внутри сервопривода сопротивление потенциометра, используемого для обратной связи о положении, будет меняться в зависимости от температуры. В сильный зимний холод первоначально откалиброванный сигнал средней точки длительностью 1,5 миллисекунды может на самом деле указывать на несколько градусов влево или вправо.Когда сервопривод ощущает осень и вибрирует, это происходит не по его воле, а на самом деле вызвано физическими характеристиками.. Подумайте только, почему машина, которая была идеально настроена в теплице, потеряла свою точность, когда ее вынесли на улицу, в мир льда и снега? Это не ошибка в программной логике, а естественное свойство аппаратного материала. Если мы столкнулись с такой ситуацией, что нам делать? С одной стороны, необходимо выбирать компоненты с лучшими низкотемпературными характеристиками. Однако из-за финансовых ограничений не каждый может их получить. С другой стороны, в программу введен алгоритм температурной компенсации. Необходимо отслеживать температуру окружающей среды в режиме реального времени и динамически регулировать соотношение между шириной импульса и углом. Такой шаг может показаться сложным, но на самом деле он делается раз и навсегда. домощностьУ Servo есть внутренняя обучающая брошюра, в начале которой говорится: «Только зная характеристики руля направления, вы сможете управлять им; только понимая изменения в окружающей среде, вы сможете поддерживать стабильность». Хотя это предложение простое, оно объясняет секрет стабильного контроля. Существует еще один метод, заключающийся в выполнении самокалибровки нулевой точки при запуске системы. Переведите сервопривод в состояние холостого хода, отправьте теоретические значения левого и правого пределов и сигналы средней точки один за другим, считайте фактическое положение обратной связи, а затем сгенерируйте кривую отображения, которая конкретно принадлежит этому сервоприводу и этому моменту. Этот метод является секретом, который игрокам высокого уровня нелегко разглашать.

Часто задаваемые вопросы, ответы следующие:

Почему сервопривод трясется без причины? Причина в том, что тряска вызвана нестабильными сигналами ШИМ или несовпадением циклов. Затем необходимо проверить источник сигнала и источник питания, чтобы убедиться, что цикл заблокирован на 20 миллисекундах.。

Вопрос: Как определить точность ширины импульса? Ответ: Для реальных измерений используйте логический анализатор или осциллограф. Значения измеряются в микросекундах, стандартный диапазон — от 500 микросекунд до 2500 микросекунд.

В: Что произойдет, если питания будет недостаточно?Ответ: Когда мгновенный ток недостаточен, машина, управляющая рулем направления, будет показывать недостаточную мощность, вибрировать или даже перестанет вращаться.. В этом случае требуется отдельный источник питания и фильтрация осуществляется с помощью конденсатора.

Вопрос: Это нормально, что сервопривод скулит? Ответ: Ненормально. Явление свиста рулевого механизма чаще всего вызвано попаданием частоты сигнала в диапазон, воспринимаемый человеческим ухом, или механическими помехами. Для проверки необходимо немедленно отключить питание.

В: Как синхронизировать несколько сервоприводов? Ответ: Посылайте сигналы один за другим, в соответствии с методом ротации временных интервалов. Все обновления команд рулевого механизма должны быть выполнены в рамках цикла.

Вопрос: Как реализовать защиту от потери управления? Ответ: При потере сигнала длительность стоп-импульса должна быть предварительно задана в программе. Кроме того, аппаратное обеспечение может добавить понижающий резистор для возврата входа в нулевое состояние.

Управляемый рулевой механизм кажется всего лишь взлетами и падениями электрических сигналов, но на самом деле это взаимное общение и диалог между людьми и машинами. Каждый поворот был точным и точным, и за всем этим стояло трепетное уважение к пульсу, который длился всего две миллисекунды. Следует помнить, что возникающее дрожание – это не неисправность, а непонятый крик; медлительность существования – это не глупость, а молчание в ожидании правильной команды. Теперь, когда вы поняли истину, почему бы не предпринять немедленно практические действия? Прежде всего, первым делом нужно взять в руки осциллограф и «увидеть» бесформенный сигнал; затем второй шаг — придерживаться продолжительности цикла в двадцать миллисекунд, точно так же, как соблюдение основных принципов закона; затем третий шаг — начать с одного рулевого механизма и разделить его на три этапа: медленная скорость, средняя скорость и высокая скорость, чтобы почувствовать изменения угла, вызванные изменениями ширины импульса. Не ждите сразу полного успеха, а надейтесь на устойчивый и уверенный прогресс во всем. Когда вы успешно подчините себе первый наглый и порывистый рулевой механизм и заставите его послушно и мягко очерчивать плавную и плавную дугу под вашим контролем, тихая и безмолвная радость станет самой подходящей наградой за это время исследования. Идите вперед и действуйте. С благочестивым и благоговейным сердцем запишите первую строчку тайных слов, которые образовали вы и рулевой механизм.