数字舵机控制原理是什么_数字舵机与模拟舵机的区别

数字舵机（Digital Servo）和模拟舵机（Analog Servo）在基本的机械结构方面是完全一样的，主要由马达、减速齿轮、控制电路等组成，而数字舵机和模拟舵机的最大区别则体现在控制电路上，数字舵机的控制电路比模拟舵机的多了微处理器和晶振。不要小看这一点改变，它对提高舵机的性能有着决定性的影响。

数字舵机控制原理

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0， 电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。

数字舵机的优缺点

优势

1、因为微处理器的关系，数字舵机可以在将动力脉冲发送到舵机马达之前，对输入的信号根据设定的参数进行处理。这意味着动力脉冲的宽度，就是说激励马达的动力，可以根据微处理器的程序运算而调整，以适应不同的功能要求，并优化舵机的性能。

2、数字舵机以高得多的频率向马达发送动力脉冲。就是说，相对与传统的50脉冲/秒，现在是300脉冲/秒。虽然，以为频率高的关系，每个动力脉冲的宽度被减小了，但马达在同一时间里收到更多的激励信号，并转动得更快。这也意味着不仅仅舵机马达以更高的频率响应发射机的信号，而且“无反应区”变小；反应变得更快；加速和减速时也更迅速、更柔和；数字舵机提供更高的精度和更好的固定力量。

缺点

1、数码舵机需要消耗更多的动力。其实这是很自然的。数码舵机以更高频率去修正马达，这一定会增加总体的动力消耗。

2、相对教短的寿命。其实这是很自然的。马达总在转来转去做修正，这一定会增加马达等转动部位的消耗。

数码舵机与模拟舵机的区别

1、数码舵机在位置准确度方面要高于模拟舵机。

2、在同样标称1.6公斤的舵机面前数码舵机在实际表现中会感觉更加“力气大”而模拟舵机就会“肉”点。

3、模拟舵机由于控制芯片是模拟电路，所以即便是相同型号的舵机会存在小小的性能差异，而数码舵机在一致性方面就非常好。

4、数码舵机一般均采用PID优化算法，所以，线性要好过模拟舵机。

5、对于高灵敏度的控制，建议选择数码舵机，如直升机的控制，高速固定翼飞机，高速滑翔机，比赛用车膜型，云台的控制等

6、对于不是特别需要灵敏度的场合，如低速固定翼（二战飞机，练习机，低速滑翔机等），船模，娱乐用车模等。可以考虑模拟舵机。

数码舵机的反应速度为何比模拟舵机快

很多模友错误以为：“数码舵机的 PWM 驱动频率 300Hz 比模拟舵机的 50Hz 高 6 倍，则舵机电机转速快 6 倍，所以数码舵机的反应速度就比模拟舵机快 6 倍” 。这里请大家注意占空比的概念，脉宽为每周期有效电平时间，占空比为脉宽/周期的百分比，所以大小与频率无关。占空比决定施加在电机上的电压，在负载转矩不变时，就决定电机转速，与 PWM 的频率无关。

模拟舵机是直流伺服电机控制器芯片一般只能接收 50Hz 频率（周期 20ms）~300Hz 左右的 PWM外部控制信号，太高的频率就无法正常工作了。若 PWM 外部控制信号为 50Hz，则直流伺服电机控制器芯片获得位置信息的分辨时间就是 20ms，比较 PWM 控制信号正比的电压与反馈电位器电压得出差值，该差值经脉宽扩展（占空比改变，改变大小正比于差值）后驱动电机动作，也就是说由于受 PWM 外部控制信号频率限制，最快 20ms 才能对舵机摇臂位置做新的调整。

数码舵机通过 MCU 可以接收比 50Hz 频率（周期 20ms）快得多的 PWM 外部控制信号，就可在更短的时间分辨出 PWM 外部控制信号的位置信息，计算出 PWM 信号占空比正比的电压与反馈电位器电压的差值，去驱动电机动作，做舵机摇臂位置最新调整。

结论：不管是模拟还是数码舵机，在负载转矩不变时，电机转速取决于驱动信号占空比大小而与频率无关。数码舵机可接收更高频率的 PWM 外部控制信号，可在更短的周期时间后获得位置信息，对舵机摇臂位置做最新调整。所以说数码舵机的反应速度比模拟舵机快，而不是驱动电机转速比模拟舵机快。

数码舵机的无反应区范围为何比模拟舵机小

根据上述对模拟舵机的分析可知模拟舵机约 20ms 才能做一次新调整。而数码舵机以更高频率的 PWM 驱动电机。PWM 频率的加快使电机的启动/停止，加/减速更柔和，更平滑，更有效的为电机提供启动所需的转矩。就象是汽车获得了更小的油门控制区间，则启动/停止，加/减速性能更好。所以数码舵机的无反应区比模拟舵机小。