到目前为止，我已经建立了三个小机器人。

一个带有树莓派（6V电动机），一个带有arduino（12V电动机），另一个带有arduino但被黑的遥控车（7ish伏特电动机）：



我遇到的所有问题是，电动机旋转得如此之快，汽车在几秒钟内撞上了东西。 （我有一间小房子）

我试图使用PWM来控制速度，但油门开度（255）略小于全油门，它们卡住了，无法承受我所承受的重量它们。

我应该购买这些底盘之一来降低电动机的速度，并用变速箱给它提供扭矩，还是我还能做些其他事情吗？

#1 楼


如果您永远不希望过快，齿轮箱可能是最好的选择。
如果以某种方式给它提供脉冲功率（PWM，但以足够低的速度脉冲），则可能会使齿轮箱更好地工作。电动机实际上会运转，然后每次都会减速。有关该技术的详细信息，请参见在存在摩擦和反冲的情况下控制电动机。
如果您设置某种闭环速度，几乎可以肯定会变得更好编码器是最好的，但您可以使用反电动势速度感测来做奇妙的事情。这两种技术都要求您使用不简单的闭环系统，而且它们都无法克服所有这些问题。除非使用变速箱（否则，如果使用闭环速度控制，则可以在保持平稳的情况下实现更高的最高和最低速度之比）会出现问题。


评论

$ \ begingroup $
谢谢您的回答。我尝试了（1），并获得了45 RPM的马达+变速箱。到目前为止工作还不错。关于第（3）点，我已经从流动站5平台上听说过这些编码器，我知道它可以帮助我扫描电动机的运行速度？原谅我的无知，但是这真的有帮助吗？ arduino输出的速度控制和实际速度是否不同？另外，闭环是什么意思？
$ \ endgroup $
–基甸
13年7月3日，19：26


$ \ begingroup $
Wikipedia的旋转编码器很薄：en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder。图片中的那些看上去很恐怖。是的，旋转编码器可以提供帮助。我不了解Arduino，但我敢打赌，他们的“速度控制”只是驱动电压。如果是这样，那么感测电动机速度并调整驱动电压将有很大帮助。感应速度并用它来驱动电动机速度是我所说的闭环控制-维基百科再次来了，尽管有一篇非常罗word的文章：en.wikipedia.org/wiki/Feedback
$ \ endgroup $
– TimWescott
13年7月3日在21:28


$ \ begingroup $
是的，在arduino上，我可以将PWM脉冲变慢或变快来控制速度。因此，基本上，您是说我应该发送PWM脉冲，然后扫描机器人的运行速度。流动站5具有霍尔效应编码器，因此，如果我购买其中之一，则可以尝试。非常感谢您的帮助。
$ \ endgroup $
–基甸
2013年7月4日15:56


#2 楼

当对电动机的电压进行PWM调制时，可以有效地控制与转矩（加速度）相关的电动机电流。您注意到的“堵塞”基本上是电动机无法克服摩擦的原因。

将PWM用作汽车的油门踏板，要保持恒定速度，可以一直向下推，直到达到目标速度后逐渐回退，然后对其进行调节以保持

以固定电压驱动的直流电动机会随着转矩的增加而损失转矩。这就是为什么它不能加速到无限远的原因。降低档位会有效限制您在输出端看到的最高速度。它为您提供了更大的输出扭矩，但您却在权衡速度。

正如Tim所言，您需要的是一个闭合的速度控制环，在该环上运行，以便您设定速度设定点和循环非常快地使PWM上下倾斜以保持速度。为此，您需要某种测量速度的方法。一旦有了，您就可以使用相对简单的PI控制器来实现。

评论

$ \ begingroup $
@MarkBooth：感谢您的评论！这是一个不太完美的类比，但重点是速度是自我限制的，这就是为什么在该系统上拍齿轮箱会导致最高速度降低的原因。在直流电动机中，它实际上受到反电动势的限制，而我不完美的类比就是“红线”。我会考虑一种扩大答案的方法。
$ \ endgroup $
– Guy Sirton
13年7月5日在17:54
$ \ begingroup $
@MarkBooth：变速箱并不能真正为您提供更多的可控性。如果您的反馈是在电动机上，则可以提高稳定性，因为现在反射的负载较小。它将始终降低系统的线性度和刚度。我会想一个更好的类比:-)
$ \ endgroup $
– Guy Sirton
13年7月5日在20:01
$ \ begingroup $
@MarkBooth：这实际上取决于您是否正在考虑控制负载或电动机。您控制负载的能力是一项功能，它与电机的耦合程度如何……
$ \ endgroup $
– Guy Sirton
13年7月5日在20:22
$ \ begingroup $
感谢您所做的编辑，盖伊，现在不能对您的回答提出疑问。我想我们对可控性有不同的想法。 * 8'）
$ \ endgroup $
– Mark Booth♦
13年7月6日，0：35


#3 楼

您需要使用PID算法来控制电动机的速度，这样一来，您就可以在仍然获得转矩的情况下，使电动机尽可能慢地旋转。 PID算法需要以某种方式测量电动机的速度，典型的方法是在车轮上放置一些光学编码器，这对于任何流动站都是必须的，并且除了提供速度之外，还可以很好地估算位置，这有助于导航和转弯。

您可以从旧鼠标（带球的鼠标）中窃取光学编码。

评论

$ \ begingroup $
在答案中包括“莫名其妙”意味着需要更多细节...
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–安德鲁♦
13年8月16日在13:38