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舵机测试实验报告 张冲 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，舵机精度的高低直接影响控制的精度。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°。 实验原理 如图1，舵机的控制信号是脉冲宽度调制(Pulse Wide Modulator，PWM)信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。 图1 PWM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控制信号之后，与舵机相连的指针将发生偏转，偏转变化量将通过转台刻度读出。如果舵机输出位置精度达到，则满足设计要求。 图2舵机精度测试平台 实验步骤 1、把舵机固定在转台中央，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出端，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 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（即舵机偏转需要）左右 输出力矩 实验数据 顺时针旋转30°逆时针回转30°PWM波输入时间（单位：ms）占空比舵机输出角度（单位：°）PWM波输入时间（单位：ms）占空比舵机输出角度（单位：°）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％-9.41.468.85％6.31.619.76％-10.81.448.73％7.01.629.82％-12.51.438.67％8.41.649.94％-14.01.418.56％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％28.91.8511.21％-33.51.207.27％30.11.197.21％31.91.177.09％33.9 其中，PWM波周期是恒值，电源输出电压。 数据处理 1、用matlab对43组输入输出数据进行描点和一阶曲线拟合（如图4）： 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。 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）： 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。但是由与的比值可知每变动0.01ms的PWM波的高电平持续时间舵机能变动1°。由于这个实验使用的舵机测试仪的精度和手动控制局限性，并不能使PWM波高电平持续时间的变化精度为0.01ms，