移动机器人原理与设计第四章驱动

• 直流电机特性
机械特性
调节 特性
• 直流电机驱动电路 • 晶体管驱动电路
• 桥式电路
• 集成驱动 • L298系列 是一种二相和四相电机的专用驱动器， 内含二个H桥的双全桥式驱动器
• MC33886
• • • • • 工作电压：5-40V 导通电阻：120毫欧姆 输入信号：TTL/CMOS PWM频率：<= 10KHz 短路保护、欠压保护、 过温保护 • 具有错误状态报告功能 (引脚/FS）
2、三相反应式步进电机原理
步进驱动原理 细分驱动技术
• 步进电机的基本参数
• 步距角：对应一个步进脉冲信号，步进电机转过的角度。称为固定步 距角。θ=360 /( J*m) • 步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。 • 相数：是指电机内部的线圈组数 • 拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态，或指电机转 过一个齿距角所需脉冲数 • 保持转矩：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩 • 失步：步进电机运转时运转的步数，不等于理论上的步数，称为失步 • 失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度 • 在某种测试条件下，电机运 行中输出力矩与频率关系的曲 线称为运行矩频特性
• 舵机调试软件RobotSevo Terminal 多功能调试器切换到Servo模式 • 先要配置好串口号
• 舵机设置—通信设置
• 舵机配置属性
• 舵机操作属性
• 习题 1、说明直流电机桥式驱动电路的原理。 2、解释步进电机的步距角，它和相数、拍数有什么关系？ 3、一下陈述正确的是哪几项？ 1）舵机是一个集成的电机控制系统 2）舵机可以实现位置控制并保持 3）舵机是由步进电机改装的 4）舵机转动的角度不超过360度 5）舵机是具有通信功能的直流电机 4、怎样用RobotServoTerminal软件测试CDS5500舵机。
串口结构
• CDS5500的通信协议
• 串行异步方式，一帧数据分为1位起始位，8位数据位和1位停止位， 无奇偶校验位，共10位。 每个舵机有一个ID。 • 指令格式
• 字头：连续两个0XFF，表示有数据包到达。 • ID：每个舵机都有一个ID号。ID号范围0～253，转换为十六进制0X00 ～0XFD。其中 ID号254为广播ID，若控制器发出的ID号为254(0XFE)， 所有的舵机均接收指令，但都不返回应答信息。 • 数据长度：等于待发送的参数长度N加上2，即“N+2”。 • 参数：除指令符外，需要补充的控制信息。 • 校验和：校验和的计算方法如下： • Check Sum = ~ (ID + Length + Instruction + Parameter1 + ... Parameter N)
普通舵机一 3根接线，电源线、地线、控制信号线
• CDS5500舵机
集电机、伺服驱动、总线式通讯接口为一体的集成伺服单元 两种工作方式:位置伺服控制模式（或称为舵机模式），此时 可在0-300°范围内转动。 电机模式，像普通直流电机一样可以整周连续旋转。 调试器及RobotServoTerminal调试软件控制CDS5500.
• BDMC1203电机驱动模块
有刷直流电机电机驱动模块 使用RobotSevo Terminal软件来调试 数字式，可以总线式串接
• MC33886典型应用电路
• L298并联驱动电路
3.2步进电机及其控制、驱动技术
1、步进电机工作原理 • 基本结构 反应式步进电机 永磁式步进电机 混合式步进电机 单相式步进电机 按照相数分二、三、四、 五相，或从步距角上分为 0.9°/1.8°、0.36°/0.72°等， 或按静力矩上分，如 0.1N· M-40N· M等
• 舵机的应答帧
• 舵机当前的工作状态会通过字节“ERROR”表示
• 指令
• 基本协议中定义了7条指令
• 内存控制表
• 内存控制表
• 内存控制表
• 内存控制表
• 部分内存控制表说明 • 0X04 保存波特率计算参数。计算公式： Speed(BPS) = 2000000/(Address4+1)。 • 0x05: 设置返回延迟时间，即当舵机收到一条需要应答的指令后， 延迟应答的时间。 • 0x06～0x09: 设置舵机可运行的角度范围。 顺时针角度限制≤目标角度值≤逆时针角度限制值。
• 步进电机应用中的注意事项
• • • • • • • 力矩与功率换算 步进电机最好在1000-3000PPS间使用 步进电机最好使用半步状态 驱动电压 启动 提高精度的方式 低速工作方式
Байду номын сангаас
• 步进电机驱动
• 简单的驱动器ULN2003
• 专用驱动器。微步驱动技术
4.3 舵机及其驱动、控制技术
• 舵机的工作原理
第四章 移动机器人驱动
• 直流电机及其驱动 • 步进电机及其驱动 • 舵机及其驱动
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4.1 直流电机及其控制、驱动技术
• 直流电机的结构
• 直流电机里边固定有环状永磁体， 转子末端的电刷跟转换片交替接触， 产生的洛伦兹力方向不变，所以电机 能保持一个方向转动。
• 无刷直流电机 • 无刷直流电动机是采用半导体开关 器件来实现电子换向