機(jī)器人概論第三章 機(jī)器人的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)

1、機(jī)器人技術(shù)概論機(jī)器人技術(shù)概論Introduction to Robotic Technology01 機(jī)器人的動(dòng)力源機(jī)器人的動(dòng)力源02 機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)04 機(jī)器人的供電方式機(jī)器人的供電方式05 機(jī)器人與電池機(jī)器人與電池06 機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的功率放大器機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的功率放大器第三章第三章 機(jī)器人的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)(Power and Drive of Robots)動(dòng)力，是驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的源泉，是機(jī)器人的動(dòng)力，是驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的源泉，是機(jī)器人的能量流動(dòng)和信息流動(dòng)的源泉，是機(jī)器人活能量流動(dòng)和信息流動(dòng)的源泉，是機(jī)器人活性的源泉。性的源

2、泉。01 機(jī)器人的動(dòng)力源機(jī)器人類型運(yùn)動(dòng)空間動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力源機(jī)械臂車間內(nèi)電機(jī) 液壓電源電纜搬運(yùn)機(jī)器人車間內(nèi)電機(jī)電源電纜建筑機(jī)器人室外液壓發(fā)動(dòng)機(jī)救助機(jī)器人室內(nèi) 室外電機(jī) 氣動(dòng)電池 氣罐液壓發(fā)動(dòng)機(jī)小型移動(dòng)式室內(nèi) 室外電機(jī) 氣動(dòng)電池 氣罐機(jī)器人微型機(jī)器人特定區(qū)域特殊驅(qū)動(dòng)器微波仿人機(jī)器人室內(nèi) 室外電機(jī)電池1.1 不同類型的機(jī)器人可以有不同的動(dòng)力源不同類型的機(jī)器人可以有不同的動(dòng)力源01 機(jī)器人的動(dòng)力源1.2 機(jī)器人的常規(guī)動(dòng)力源機(jī)器人的常規(guī)動(dòng)力源電動(dòng)力系統(tǒng)：或電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Electric Actuator），是以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)力系統(tǒng)，如：步進(jìn)電機(jī)，直流電機(jī)，交流電機(jī)。油動(dòng)力系統(tǒng)：如：汽油機(jī)，柴油機(jī)，可滿足

3、大功率和高旋轉(zhuǎn)速度的要求，美國的 BigDog 就采用了油動(dòng)力系統(tǒng)，飛行機(jī)器人也往往采用油動(dòng)力系統(tǒng)。液動(dòng)力系統(tǒng)：或液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Hydraulic Actuator），特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩重量比大，即單位重量的輸出功率高，適用于重載移動(dòng)式機(jī)器人。氣動(dòng)力系統(tǒng)：或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Pneumatic Actuator），動(dòng)力源于壓縮空氣，可實(shí)現(xiàn)位置控制，力控制，如：真空吸盤可充當(dāng)機(jī)器人的手。01 機(jī)器人的動(dòng)力源1.3 機(jī)器人的特殊動(dòng)力源機(jī)器人的特殊動(dòng)力源超聲波電機(jī)：用超聲波激勵(lì)彈性體定子，使其表面形成橢圓運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子因而在摩擦力的作用下獲得推力。除常規(guī)動(dòng)力源之外，還存在諸多特殊的動(dòng)力源，可用作機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力，其中

4、一些可能預(yù)示著自主移動(dòng)式機(jī)器人動(dòng)力源今后的發(fā)展方向，如：橡膠驅(qū)動(dòng)器：利用橡膠等彈性結(jié)構(gòu)體的形變產(chǎn)生動(dòng)力，可實(shí)現(xiàn)：柔性微驅(qū)動(dòng)器，人工肌肉，人工手指等。靜電驅(qū)動(dòng)器：利用帶電體之間的靜電力實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，如：靜電擺動(dòng)電機(jī)，步進(jìn)直線驅(qū)動(dòng)器，薄膜靜電驅(qū)動(dòng)器等。磁流體驅(qū)動(dòng)器：磁流體是能與磁鐵產(chǎn)生反應(yīng)的流體，利用磁流體中非磁體的運(yùn)動(dòng)，可產(chǎn)生動(dòng)力。機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)，又稱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（Actuator），是機(jī)器人的肌肉，包含：動(dòng)力源：a power supply動(dòng)力放大器：a power amplifier伺服發(fā)動(dòng)機(jī)：a servomotor傳送系統(tǒng)：a transmission system機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成：02

5、機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)2.1 機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)一般性構(gòu)成機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)一般性構(gòu)成Pp：主動(dòng)力源，可以是電動(dòng)力的，液動(dòng)力的，或氣動(dòng)力的。Pc：控制信號(hào)，通常是電動(dòng)力的。Pa：控制動(dòng)力，是對(duì) Pc 的放大，可以是電動(dòng)力的，液動(dòng)力的，或氣動(dòng)力的。Pm：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。Pu：驅(qū)動(dòng)肢體的動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)將Pm轉(zhuǎn)換成了機(jī)械動(dòng)力。Pd：消耗的動(dòng)力。02 機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)2.2 機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)例機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)例兩輪機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成Pp：主動(dòng)力源，采用鋰電池。Pc：控制信號(hào)，由DSP發(fā)送的PWM電信號(hào)。Pa：控制動(dòng)力，是對(duì) Pc 放大后驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電壓量。Pm：直流電機(jī)輸出的動(dòng)力。Pu：經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)（減速器）將P

6、m轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)輪系的機(jī)械動(dòng)力。兩輪機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)如下圖所示，采用直流伺服電機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的輪系。03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.1 機(jī)器人電動(dòng)力系統(tǒng)的類型機(jī)器人電動(dòng)力系統(tǒng)的類型電動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力，自然，來自電動(dòng)機(jī)，或稱電動(dòng)馬達(dá)（Electric Motor），主要有 4 種類型：步進(jìn)電機(jī)（Stepping Motor）：控制性能好，定位精度高，負(fù)載能力稍差；變頻技術(shù)的應(yīng)用，使交流伺服電機(jī)變成了無刷直流電機(jī)。無刷直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于自主移動(dòng)式機(jī)器人。直流伺服電機(jī)（Direct Current Motor）：易于控制，有一定負(fù)載能力，電刷和整流子易引起摩擦損耗；交流伺服電機(jī)（Alternate Curen

7、t Motor）：性能和效率與DC電機(jī)相似，無需整流子和電刷，需交流推動(dòng)；直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)（Direct Drive Motor）：沒研究過。機(jī)器人可以有各種各樣的動(dòng)力源和動(dòng)力系統(tǒng)，然而，電動(dòng)力系統(tǒng)是機(jī)器人，特別是自主移動(dòng)式機(jī)器人，最常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.2 機(jī)器人與步進(jìn)電機(jī)機(jī)器人與步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)能將數(shù)字脈沖信號(hào)變換為角位移信號(hào)，每當(dāng)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器就按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)微小的角度。如果給步進(jìn)電機(jī)輸入一個(gè)脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過一定的角度，稱之為“一個(gè)步長的轉(zhuǎn)動(dòng)”，其轉(zhuǎn)過的角度被稱為：步距角（Step Angle）；因此，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與脈沖的頻率成正比；

8、步進(jìn)電機(jī)的特征是：步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子在最后的脈沖位置停止，產(chǎn)生相對(duì)于外力的一個(gè)很強(qiáng)的反抗力。03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.2 機(jī)器人與步進(jìn)電機(jī)機(jī)器人與步進(jìn)電機(jī)因此，步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)械臂和機(jī)械腿等機(jī)械肢體的精確控制。通過控制脈沖個(gè)數(shù)就能控制步進(jìn)電機(jī)的角位移量，從而準(zhǔn)確定位；通過控制脈沖頻率就能控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度。雙極步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制以電磁式直流電動(dòng)機(jī)為例，主要由永久磁體和電樞構(gòu)成。電樞又稱轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、鐵芯和纏繞在鐵芯上的線圈。當(dāng)電流 i 流經(jīng)線圈 abcd 時(shí)，鐵芯周圍便形成磁場，導(dǎo)線 ab 和 cd 受到電磁力 F 的作用，形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，驅(qū)使電樞轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁式直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和原

9、理03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.3 機(jī)器人與直流電機(jī)機(jī)器人與直流電機(jī)一般移動(dòng)式機(jī)器人通常采用中小型的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。直流電機(jī)具有良好的控制特性：03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.3 機(jī)器人與直流電機(jī)機(jī)器人與直流電機(jī)( )( )TT tK i t轉(zhuǎn)矩T(t)與流經(jīng)電樞線圈的電流i(t)基本成正比，即：其中，KT為轉(zhuǎn)矩常數(shù)，這意味著，控制流經(jīng)電樞線圈的電流i (t)，就能控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。( )( )/Etu tK無負(fù)載轉(zhuǎn)速(t)與加載到電樞線圈的電壓u(t)基本成正比，即：其中，KE為反電動(dòng)勢常數(shù)，這意味著，控制加載到電樞線圈的電壓u(t) ，就能控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.4 機(jī)

10、器人與交流電機(jī)機(jī)器人與交流電機(jī)交流電機(jī)主要有三種形式：鼠籠式感應(yīng)型電機(jī)交流整流子型電機(jī)同步電機(jī)在機(jī)器人系統(tǒng)中，一般采用永久磁鐵轉(zhuǎn)子的同步電機(jī)，這就是交流伺服電機(jī)。這種交流伺服電機(jī)，具備直流伺服電機(jī)的基本性質(zhì)，即：。轉(zhuǎn)矩T(t)與線圈電流i(t) 成正比：T(t)= KTi(t)無負(fù)載轉(zhuǎn)速(t)與線圈電壓u(t)成正比：(t)= u(t)/KE可理解為：DC電機(jī)的電刷和整流子換成了半導(dǎo)體元件組成的逆變器，因而，又稱：無刷直流電機(jī)無刷直流電機(jī)。03 機(jī)器人的電動(dòng)力系統(tǒng)3.4 機(jī)器人與交流電機(jī)機(jī)器人與交流電機(jī)在無刷DC電機(jī)中，逆變器將直流電（DC）變換為交流電（AC），然后，施加給交流同步電機(jī)。無刷

11、無刷DC電機(jī)電機(jī)=逆變器逆變器+AC同步電機(jī)同步電機(jī)AC 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路原理圖04 機(jī)器人的供電方式4.1 電池供電方式電池供電方式電池是自治移動(dòng)式機(jī)器人最常用的動(dòng)力源。采用電池供電方式，意味著：動(dòng)力源可以直接安放在自治移動(dòng)式機(jī)器人本體上，隨機(jī)器人本體一起遷徙或移動(dòng)。自治移動(dòng)式機(jī)器人所使用的電池，一般為可反復(fù)充電的蓄電池，如：鉛酸電池，鎳鎘電池，鋰離子電池等。鋰電池在自治移動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng)中，由于電壓電流的不同，噪聲和電源的波動(dòng)，以及控制芯片的穩(wěn)定性等問題，最好把控制用電池和電機(jī)用電池分開。04 機(jī)器人的供電方式4.2 電纜供電方式電纜供電方式電纜供電方式，主要用于功率較大的機(jī)器人。對(duì)于大

12、功率機(jī)器人系統(tǒng)，其電纜的直徑一般較粗，電源線的數(shù)量也較多，同時(shí)，控制信號(hào)線的數(shù)量也比較多。自治移動(dòng)式機(jī)器人，在較小的或限定的范圍內(nèi)移動(dòng)，或在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，也可由電纜提供電動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。美國的 BigDog 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，就采用了電纜供電。04 機(jī)器人的供電方式4.3 發(fā)電機(jī)供電方式發(fā)電機(jī)供電方式發(fā)動(dòng)機(jī)，如：汽油機(jī)和柴油機(jī)，一方面，可直接地作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；另一方面，又可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，為機(jī)器人提供電能。在一般環(huán)境中移動(dòng)的機(jī)器人，可采用汽油機(jī)或柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，再通過電纜為電動(dòng)機(jī)器人提供動(dòng)力。例如：在消防系統(tǒng)中，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的專用電源車，既為照明系統(tǒng)提供電源，又為滅火機(jī)

13、器人和搜救機(jī)器人提供電動(dòng)力。這時(shí)，機(jī)器人隨電源車一起移動(dòng)，電源車的電源通過電纜向機(jī)器人輸送電動(dòng)力。04 機(jī)器人的供電方式4.4 微波供電方式微波供電方式微波供電方式，也即電磁能供電方式。電池供電方式的缺點(diǎn)在于：電池的電能與體積和重量成正比，因此，自治移動(dòng)式機(jī)器人對(duì)電池小型化和輕型化的要求，與其對(duì)電池長時(shí)間供電的要求，是矛盾的。電纜供電方式的缺點(diǎn)在于：它妨礙機(jī)器人的自主移動(dòng)。微波供電方式，是一種無線能量供給方式，它效仿太陽向地球輸送能量的方式，利用GHz帶寬的微波向機(jī)器人提供能量，特別適用于小型或微型機(jī)器人，如：能進(jìn)入人體的手術(shù)機(jī)器人。目前，這種所謂的宇宙能傳送方式還未進(jìn)入實(shí)用階段，然而，有關(guān)微

14、型飛行機(jī)器人的能量傳送試驗(yàn)已取得進(jìn)展。05 機(jī)器人與電池5.1 關(guān)于移動(dòng)式機(jī)器人的電池關(guān)于移動(dòng)式機(jī)器人的電池在自治移動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng)中，最常見的是電動(dòng)力機(jī)器人。在電動(dòng)力自治移動(dòng)式機(jī)器人各種供電方式中，電池供電時(shí)最常見的供電方式。電池，作為自治移動(dòng)式機(jī)器人動(dòng)力源使用時(shí)，一般希望滿足：體積小，重量輕，能量密度大，等要求。電池一般可分為三類：化學(xué)電池：1）一次電池，2）二次電池（蓄電池），3）燃料電池；物理電池：1）太陽能電池，2）熱電動(dòng)勢電池；生物電池：1）氧化電池，2）微生物電池。05 機(jī)器人與電池5.2 Robot 與光電池與光電池使用光蓄電池或太陽能蓄電池作為自主移動(dòng)式機(jī)器人的攝能和儲(chǔ)能器官是

15、機(jī)器生命自主攝能的一種途徑。例如，Walter的機(jī)器龜Elmer和Elsie的攝能和儲(chǔ)能器官就選用了光電池，Elmer和Elsie因而能在能量不足的時(shí)候自主地尋找光源，給自己充電。光蓄電池利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)特性，正極由 p 型半導(dǎo)體構(gòu)成，而負(fù)極是 n 型半導(dǎo)體，連接處形成一個(gè) pn 結(jié)。光電池工作原理05 機(jī)器人與電池5.2 Robot 與光電池與光電池p 型半導(dǎo)體中的電子如同水，n 型半導(dǎo)體中正電子占據(jù)的空間如同蓄水池。實(shí)際上，所謂正電子，就是失去電子而帶正電的空穴。光電池工作原理充電時(shí)，受光照射，電子向 n 型半導(dǎo)體擴(kuò)散進(jìn)入空穴，猶如低處的水注入蓄水池積蓄了勢能。放電時(shí)，電路接通猶如蓄水

16、池的閘門開啟，電子向 p 型半導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，從而形成由負(fù)極流向正極的電流。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.1 關(guān)于機(jī)器人動(dòng)力的放大關(guān)于機(jī)器人動(dòng)力的放大自治移動(dòng)式機(jī)器人，與我們普通的家電不同，不能簡單地接上 220v 電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。自治移動(dòng)式機(jī)器人的動(dòng)力需要實(shí)時(shí)地調(diào)整，即：機(jī)器人需要依據(jù)來自感官（傳感器）信息，不斷地向動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)送實(shí)時(shí)的控制信號(hào)，這就是所謂的實(shí)時(shí)控制。自治移動(dòng)時(shí)機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制信號(hào) Pc 一般由數(shù)字計(jì)算器件，如：CPU，DSP，單片微機(jī)等，通過運(yùn)算確定，然后，通過 D/A 口或 PWM 口饋送至動(dòng)力系統(tǒng)。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.1 關(guān)于機(jī)器人動(dòng)力的放大關(guān)于機(jī)器人動(dòng)力的放大然而，D/A

17、 口和 PWM 口傳送的控制信號(hào)是微弱的，一般不能直接推動(dòng)動(dòng)力裝置。其實(shí)，在電氣電子系統(tǒng)（如：收音機(jī)，電視機(jī)，電風(fēng)扇等）中，功率放大電路是常見的，并且，形式多樣。為了驅(qū)動(dòng)動(dòng)力裝置，需要對(duì)控制信號(hào) Pc 進(jìn)行放大，這就是功率放大器存在的價(jià)值和必要性。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.2 功率運(yùn)算放大器功率運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器（Operational Amplifier，OP）是我們大家熟悉的，它在機(jī)器人技術(shù)，傳感技術(shù)，和控制系統(tǒng)中，是十分重要的元件。特別地，運(yùn)算放大器在功率放大器中扮演著重要角色。理想的運(yùn)算放大器，其輸出阻抗為零，這意味著：運(yùn)算放大器的輸出電流可以任意大。功率 OP 放大器與一般的 O

18、P 放大器幾乎沒有什么區(qū)別。不同之處僅僅在于輸出電流的電路部分。市場上的功率 OP 放大器一般可輸出 1A 左右的電流，特殊的可輸出3-10A 的電流。功率 OP 放大器充當(dāng)功率放大器的優(yōu)點(diǎn)在于：功率 OP 放大器本身兼有控制器，易于設(shè)計(jì)和安裝。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.3 線性功率運(yùn)算放大器線性功率運(yùn)算放大器圖中的功率放大器，其基本思想在于：用晶體管與負(fù)載對(duì)電源電壓進(jìn)行分壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)負(fù)載兩端的電壓。由電流放大晶體管（功率晶體管）組成的功率放大器，具有較大的適應(yīng)范圍，市場上有大量產(chǎn)品，便于設(shè)計(jì)滿足各種要求的功率放大器，其基本電路如右圖。 線性功率放大器基本電路理想情況下，負(fù)載兩端的電壓um與

19、輸入信號(hào)uc 成正比。然而，實(shí)際的晶體管線性性能并不是理想的。同時(shí)，基本電路中的電流只能沿一個(gè)方向流動(dòng)。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.3 線性功率運(yùn)算放大器線性功率運(yùn)算放大器在自治移動(dòng)式機(jī)器人系統(tǒng)中，功率放大器驅(qū)動(dòng)的對(duì)象一般為電動(dòng)機(jī)，他們需要雙向驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。利用運(yùn)算放大器，將反饋信號(hào)施加于負(fù)載，以消除晶體管參數(shù)變化的影響。利用功率 OP 放大器，很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器人電機(jī)的雙向線性驅(qū)動(dòng)。雙向線性功率放大器基本電路通過使用復(fù)合晶體管對(duì)，以及兩個(gè)電源，負(fù)載電流可以按照輸入信號(hào)uc的符號(hào)方向流動(dòng)。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.4 PWM 功率放大器功率放大器PWM 是 Pulse Width Mo

20、dulation（脈沖寬度調(diào)制或脈寬調(diào)制）的縮寫?；谶@一原理，給晶體管反復(fù)地施加 on 和 off 的脈沖信號(hào)（PWM 信號(hào)），就能降低功率放大器的能量損耗，這種驅(qū)動(dòng)方式就是 PWM 驅(qū)動(dòng)方式。在線性功率放大器中，位于輸出極的晶體管，極易發(fā)熱，需通過散熱片向外排出熱量，同時(shí)，產(chǎn)生功率消耗，造成能量損失。然而，如果晶體管處于全開（on）或全關(guān)（off）的狀態(tài)，晶體管并不造成能量損失。因?yàn)?，?on 時(shí)施加給晶體管電壓為零，全 off 時(shí)流經(jīng)晶體管的電流為零。全開（on），意味著電機(jī)將全速運(yùn)轉(zhuǎn)；而全關(guān)（off），則意味著電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在 PWM 驅(qū)動(dòng)方式中，為了不引起電機(jī)震蕩（時(shí)快時(shí)慢），要求信

21、號(hào)的脈沖周期設(shè)定值T0，小于電機(jī)電氣時(shí)間常數(shù)，一般為數(shù)毫秒的量級(jí)，或者，更小。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.4 PWM 功率放大器功率放大器那么，PWM 功率放大器是怎樣實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速的呢？或者說， PWM 功率放大器是怎樣控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的呢？這個(gè)問題涉及一個(gè)重要的概念：“占空比”?！罢肌?，意味著全開（on）；“空”，意味著全關(guān)（off）。因此，所謂占空比，就是在一個(gè)脈沖周期中，全開（on）的時(shí)間與全關(guān)（off）或脈沖周期 T0 的時(shí)間之比。PWM 功率放大器的輸入量就是“占空比”值。05 動(dòng)力系統(tǒng)功率放大器5.4 PWM 功率放大器功率放大器PWM 功率放大器對(duì)轉(zhuǎn)速的控制，就是通過調(diào)整全開與全關(guān)（on/off）時(shí)間的比例來實(shí)現(xiàn)，即通過調(diào)整占空比值來控制電機(jī)的速度。如