■转向器的性能转向器[1]广泛用于自动控制场合。转向器的输出扭矩，转速，指令更新频率等标准化了转向器的工作性能。在全国大学生智能汽车竞赛中，方向盘控制用于大多数汽车模型作品的方向控制。对于在轨道上行驶的汽车模型的速度，当合理设置控制参数时，最大速度取决于转向器的响应速度。通常，转向器的操作取决于转向器的唯一脉冲指令高级时间宽度[2]，与脉冲指令的频率无关。因此，控制转向器的脉冲波形和控制电动机的操作的PWM波形的功能不同。转向器内部有一个驱动电路板，以确保输出角度和脉冲指令的宽度之间成比例关系。转向器的输出角速度取决于各种因素，例如转向器的内部机械结构，电动机的性能以及工作电压。 ▲转向器指令和转向器轴的位置由于转向器的速度与指令无关，因此，转向器实质上不是线性模型[3]。当转向器以较大角度旋转时，其动态非线性更加明显。 01转向器的转速和工作电压转向器的转速越快，在智能汽车竞赛中汽车模型的控制性能就越好。我刚刚测试了角度编码器ST-3806-15-RS [4]，它的每周角分辨率为15bit。该角度编码器用于控制两轴机械臂。现在，它可以用于测试转向器的角度和角速度。依次分析转向器的工作电压和执行速度之间的关系。 1.测量方法选择S-D5转向器，并使用橡胶套将转向器输出轴和角度编码器连接在一起。使用机械平台将其同轴固定。使用角度编码器ST-3806-15-RS [4]测试电路模块读取角度传感器的值并控制多级旋转。 ▲使用角度传感器测量转向器的转速。给定方向盘的脉冲命令，它从1000us变为2000us。转向器顺时针旋转90°。在此过程中，收集角度的速率为3ms，并读取200个。获得的角度曲线如下：取角度的上升线性部分（最小距离和最高5％的空白），并进行线性拟合。然后计算拟合直线与最小和最大角度之间的交点时间。使用该交点之间的时间差作为伺服的执行时间。执行时间的倒数可以反映转向器的输出角速度。 ▲测量旋转角曲线的相应执行时间2.测量数据接下来，使用数控直流电源将操舵装置的工作电压从4.0V调节到6V，分为20个工作电压点。在每个工作电压点，测量转向器的旋转曲线，并使用上述方法获得转向器的旋转时间。 ▲随着工作电压的增加，转向器的旋转角度曲线发生变化。下图显示了转向器旋转时间和工作电压测量的数据曲线。工作电压越高，伺服的执行时间越短。 ▲工作电压与旋转时间的关系取上述时间的倒数（1000 / time（ms）），就可以得到以下方向盘相对转速与工作电压的关系。通常可以看出，转向器的执行速度与工作电压成正比。 ▲工作电压与转向器转速之间的关系02分析结论可以从先前的分析中看出：为了提高转向器的执行速度，可以尽可能多地提高转向器的工作电压尽可能在转向器的允许工作电压范围内；为了避免高工作电压对转向器内部电路的过电压的影响，有必要限制并稳定转向器的工作电源。在操舵装置的工作过程中，如果操舵装置经常转动，则需要考虑操舵装置的散热。 ▲转向器命令在1000us和2000u之间变化