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驱动器与电源

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驱动和传动

上层：ARM版/计算机 下层：控制硬件，下位机等等

传统传动技术

• 齿轮
• 齿条
• 带轮
• 其它

总结：见PPT

齿轮齿条皮带凸轮涡轮蜗杆螺杆等等

驱动技术

• 液压：直线运动可以提供大力
• 气压：可以不脏，但是力度不够
• 电气，等等

电机

电机分类

四种小型电机

• 永磁直流有刷，刷子：石墨或稀有金属，买到的常为减速电机; 转子等
• 无刷
• 步进
• 舵机

直流电机等效为电感串电阻

驱动：常见为继电器（转向控制），H桥

调速：

• 串滑动变阻器（浪费功率）
• PWM调速：调节占空比实现对模拟电压大小的调节

控制电机：常见先控制电机驱动器，控制芯片，例如 L293B，电平不匹配 最好使用驱动模块。也可以防止电涌损坏控制器件。3.3V 可能需要加光耦合。

2998, BTN7970高电流半桥（70A）大电流支持

伺服控制

反馈控制（内环）等等，进行反馈调节。

电流/速度/位置反馈

PID 模型

控制：经典 PID 控制（反馈经典控制方式），比例+积分+微分，精确控制位置

• 比例：转速与差值成比例（线性等幅震荡）
• 微分：根据偏差变化趋势，有助于减小超标量，但是对输入信号的噪声敏感
• 积分：消除稳态误差，限制系统的快速性

一般常见用 PD 控制（变化快，不需要积分，对稳态误差要求并不严格）

参数：

• 模型已知，由系统辨识获取；
• 模型未知，使用实验法;（手动调PID）

多轴控制：网上现成做法，各种

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步进电机

用来调角度，通过某种控制精细地控制转动大小 / 坐标位置。

各种优点，没有累积误差，与MCU有很好的兼容性，但是负载不能太大

基本参数：

• 相数
• 拍数
• 步进角
• ……

控制里边的转子一步一步地转动一定的角度

驱动方式

有专门的驱动器进行控制

• ULN2003/4
• UCN5804
• 单片机自己控制（不好用）

单片机常用中断功能驱动

步进电机和驱动器一般是配套的

舵机

大扭矩，减速，自锁，三根线，使用 PWM 调制，占空比决定正反转位置

其中已经集成了一个反馈系统，标准电压 4.8-6V，建议使用降压器件

厂商：Futaba, sprintrc.cn, Hitec GWS, Tower pro

注意扭矩使用

电机选型（轮式驱动）

• 负载估算

• 力矩计算

• 功率确定

• 算静负载，停止时刻的瞬时负载

• 功率

• 减速器

• 编码器

• 通信方式

气压驱动

直线往复运动，挺不错，系统庞大有噪声

元件列表（略）

比电机扭矩大

电源

• 交直流
• 直交流
• 直直流（降压）, 7805, LM2576, DC-DC 模块

（旧电脑，因为起始状态电池太麻烦）

12V 稳压：7812, LM2940CT-12
9V: 7809, LM2940CT-9.0
5V: 7805, LM2940CT-5.0, AMS1117-5V
...

锂电池

• 电压
• 容量
• 放电速率，单位C，乘以容量得到放电电流，先看元件再选电池

注意放电特性，锂电池不要过放电

一般不要自己进行电池串联，不稳定不靠谱

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附言：扭矩越大的电机越大

电机挺贵的

齿轮也挺贵的