Перейти к содержанию

Зона нечувствительности сервопривода

Сервопривод не двигает вал на каждое изменение управляющего импульса: маленькие отклонения он игнорирует. Ширина этой полосы — зона нечувствительности, deadband — указана в спецификации привода в микросекундах.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Зона нечувствительности сервопривода (deadband, dead band width) — наибольшее изменение длительности управляющего импульса, на которое привод ещё не отвечает движением. Пока разница между заданным и текущим положением меньше этой полосы, мотор стоит; так привод не дёргается от шума в сигнале и в датчике положения.

Типичные значения

ПриводЗона нечувствительностиДиапазон импульсов
Hitec HS-422, страница изделия8 мкс—
Hitec HS-422, спецификация v2.25 мкс900–2100 мкс на ±60°
Feetech FS5106R (постоянное вращение)18 мкс1200–1800 мкс, нейтраль 1500 ± 9 мкс

У приводов позиционирования зона — единицы микросекунд. У приводов постоянного вращения она шире: это полоса около нейтрали, в которой вал гарантированно стоит.

Зачем она нужна

Сервопривод — замкнутая система: потенциометр на выходном валу сравнивается с заданием из импульса. Без зоны нечувствительности любой шум заставлял бы мотор постоянно дёргаться в обе стороны, грея обмотку и изнашивая шестерни. Зона играет ту же роль, что гистерезис у компаратора: отделяет реальное изменение задания от мелких колебаний.

Что это значит для программы

Зона ограничивает разрешение. У HS-422 1200 мкс приходятся на 120°, около 10 мкс на градус, и изменение задания на несколько микросекунд привод может пропустить. С другой стороны, если джиттер длительности импульса сравним с зоной, привод начинает дрожать. Поэтому импульсы лучше формировать аппаратным таймером; расчёт регистров для этого делает калькулятор ШИМ сервопривода.

Частые вопросы

Почему у HS-422 в разных документах зона нечувствительности 5 и 8 мкс?

Страница изделия Hitec указывает 8 мкс, а спецификация v2.2 — 5 мкс. Это расхождение самих документов производителя; при расчёте разрешения разумно брать большее значение.

Как зона нечувствительности ограничивает точность положения?

Изменение импульса меньше зоны привод не отрабатывает. У HS-422 диапазон 900–2100 мкс соответствует ±60°, то есть 1200 мкс на 120°, около 10 мкс на градус. Зона 5–8 мкс означает, что шаг меньше примерно полуградуса–градуса привод может не заметить.

Почему сервопривод дрожит, стоя на месте?

Если зона нечувствительности узкая, а длительность импульса гуляет из-за программной генерации или помех, привод всё время пытается подстроиться. Помогают аппаратный ШИМ вместо формирования импульсов в программе, отдельное питание привода и короткие провода сигнала.

Источники

  1. Hitec RCD. HS-422 Deluxe Standard Servo — страница изделия — зона нечувствительности (dead band width) 8 мкс; питание 4,8–6,0 В
  2. Hitec RCD. HS-422 General Specification, spec sheet v2.2 (копия на сайте SparkFun) — зона нечувствительности 5 мкс; ±60° при импульсе 900–2100 мкс
  3. Feetech. FS5106R Product Specification, edition A/0 (2021-07-29), копия на сайте Pololu — п. 7-6: нейтраль 1500 ± 9 мкс; 7-7: dead band width 18 мкс; 7-9: диапазон импульсов 1200–1800 мкс; 360° постоянное вращение

Нашли ошибку?

Смотрите также