关于如何加快S3010舵机的响应速度

1、智能车竞赛系列Lumber_sheng关于如何加快 Futaba S3010 舵机的响应速度先介绍一下 Futaba S3010 舵机的标签定义：S 表示舵机，3 表示它用的是三级马达，0 表示是泛用型，10 表示为模拟舵机。这是飞思卡尔智能车比赛指定的舵机之一，其为模拟舵机，其内部有功率运算放大器接成惠斯登电桥，根据接收的模拟电压（PWM 控制驱动信号的平均有效电压）控制指令和内部位置传感器反馈的电压之间比较产生的差分电压。来驱动直流有刷电机 Tricore GM1510，让其转动到差分电压为 0 的指定位置。S-D5 舵机为数字舵机，其内部好像有 mcu 微处理器（或者是 IC 集成电路）

2、，其驱动的原理不太一样。笔者不是太了解。在这里说一下次说明不对此舵机有作用。我们通常是给定舵机的指定电压稳压芯片 LM7805（LM2941）等额定电流在 500mA 一下的芯片来充当舵机工作电压，然后再通过单片机给出 50300HZ 的 PWM 控制信号来驱动舵机。在这里说明一下舵机内部是计算出 PWM 的平均有效电压来控制舵机的打脚的，用 3.3v 的单片机和使用 5v 的单片机给出相同占空比的 PWM 信号其有效电压是不一样的。如果借用别人的程序发现不对，你可以看看这里的单片机工作电压是不是一样，通过改变 PWM 的频率也可调节其有效电压，也可以不做改动；而是通过改变舵机的 servo_

3、middle、servo_min、 servo_max 来改变其有效电压区间也是可以的。舵机的安装方式也是有很多种。立式舵机、倒卧式舵机、侧卧式舵机等等。我们先来认识一下舵机的响应速度，其从开始位置转动到 PWM 波的有效电压指定位置的时间长短即反应舵机的响应速度快慢。而其转动的过程是直流电机来工作的，这就要考虑直流电机的工作电压、电流、内阻，及带载力矩。就可以来知道影响舵机响应速度的因素了。常见情况下大家会想到下列影响到舵机的几个因素：1、舵机的工作电压2、舵机的工作电流3、PWM 的周期4、PWM 的占空比5、舵机的安装方式先说舵机的 PWM 波周期对舵机响应速度的影响。我们知道舵机的建议

4、频率是 50300HZ，很多人都会这样认为：我给 300HZ 的 PWM 波肯定要比 50HZ 的响应速度快。其实并不是这样。由上图可知直流电机的响应速度与 PWM 的输入时没有关系的。只是当电压差比较打的时候电机属于大范围转动而视觉上比较快而已。这里的 50300HZ 只是 BA6688l 芯片调制解调电路只能接受此频率的信号而已，与响应速度没有任何关系。同理可知 PWM 的占空比也是一样。于是我们可以知道舵机中的直流伺服电机的差分电压来源是我们给定的舵机工作电压。而厂商建议的电压时 46v，在智能车系统中我们利用的是 7.2v 锂电池，而根据直流电机的特性，其转速在电机内阻不变的情况下时和

5、电压成正比的，即 n=U-IR/Ce 磁通，仔细拆开过舵机的人都知道这里面的芯片工作电压都是 20v 左右，唯独有一个 Jl 的芯片其工作电压只有 6.5v。在试验过程中笔者直接给定舵机 7.2v 电压时没有问题的。但小组使用过程中舵机在发生堵转的过程中容易烧坏舵机。可能就是舵机中这个 6.5v 灰色电容（笔者也没有找到过多的此型号电容的参数）烧坏造成的。于是想来买一批这款芯片我们可以修好不少烧坏的舵机。这里笔者就可以大胆的建议大家直接用电源电压给舵机供电来达到加快舵机响应速度的目的。有公式可以知道加大舵机直流电机的电流可以加快转速；想减小舵机的直流电机的内阻我们须更换舵机中的直流电机显然不是很现实。于是减小内阻、增大电流的方式不是太方便。对于竞赛。再者就是舵机的安装方式（舵机的负载力矩）在 C 车车模上我们可以卧式安装舵机，卧式舵机的力矩在这几种安装方式下负载力矩是最小的。可以加快舵机的响应速度。立式舵机的重心最高，且其舵机的力矩约为卧式舵机的*倍。其舵机的响应区间要比卧式舵机大。可以控制的精度要比卧式舵机高*倍