脉冲宽度调制（PWM）是一种非常有效的技术，用于使用微处理器的数字输出控制模拟电路。文通过介绍软件和硬件原理以及具体的系统实现方法，描述了PWM原理在伺服控制器系统中实现精确控制的应用。PWM;伺服控制器;单片机简介PWM是一种模拟信号电平的数字编码方法。过使用高分辨率计数器，方波的占空比被调制以编码特定模拟信号的电平。要带宽足够，就可以使用PWM [1]对任何模拟值进行编码。PWM的优点是从处理器到受控系统的信号是数字信号，不需要数模转换。数字形式保持信号可以最大限度地减少噪声的影响。有当噪声高到足以将逻辑1变为逻辑0或逻辑0变为逻辑1时，噪声才会受到影响。善噪声阻抗是PWM模拟控制的另一个优势。模拟到PWM，可以显着延长通信距离。
接收侧，调制的高频方波可以通过适当的RC或LC网络以模拟形式进行滤波和恢复。服机构的主要功能是接收由主计算机发送的位置控制信号并控制致动器以产生指令扭矩以控制飞行姿态。控制要求系统不仅具有非常高的精度，而且还具有广泛的速度调节。
PWM技术可以更好地解决这个问题：从机系统采用PWM技术进行位置控制，而主电路采用MOS管和双极H型控制电路，结构如图1所示。件结构由于伺服机构要求体积小，重量轻，硬件需要简单，系统的响应速度足够快。时，当控制信号到达时，一旦机构转到所需位置，电动机必须迫使机构突然改变。
于上述要求，系统选择能够自动生成PWM波的C8051F高速微控制器。系统的硬件接口如图2所示。源系统的输入电压为5V和48V。控制器C8051F需要3V的电源电压，运算放大器的参考电压为±12V和±15V。置三端固定稳压器AMS1117，NR5D12 / 100A，NR5D15 / 100A用于电压转换，AD581为放大器电路提供10V电源。确保控制电路的可靠运行，A0505S提供10V浮动电源。机由48V供电。精度位移计数器的输出和返回部分的电流传感器由信号调节，然后进入MCU C8051F内部的A / D转换器，然后由MCU程序处理。率控制部分控制电路通过三极管电路接收来自功率管的切换信号，并且功率电路采用功率FET。率FET是具有单一类型载流子传导的单极器件，需要低栅极控制电流。此，它可以被认为是一种电压型控制装置，它具有快速开关速度，低损耗和低控制功率。二次故障的优点单片机使用8位C8051F微控制器作为整个系统的中央处理器。单片机具有计算速度快，存储容量大的特点，可以满足系统对控制时间和控制精度的要求，恒温阀芯可以直接产生PWM波用于电机控制。
制原理通常有两种实现电机控制程序的设计方法：软件延迟方法和计数方法。件延迟方法首先查找占空比D，然后计算功率单位时间和断电单位时间作为周期T的函数。法的基本思想计数是在获得单位延迟数N后，将其作为给定值存储在某个存储单元中并与寄存器的内容进行比较，如果两者不相等，则控制脉冲继续发行。要计数值不等于给定值，电动机就会断电。3显示了带方向控制的电机脉冲宽度控制示意图。变直流电动机旋转方向的原理如下：当开关SW1和SW4闭合时，当开关SW2和SW3闭合时，电动机全速旋转。速反转。开关SW2，SW4（或SW1，SW3）闭合时，电动机的绕组短路，电动机处于制动状态。果四个开关完全打开，电机可以自由滑行。PWM软件结构通过修改电动机感应电压的激活或停用时间的循环比来控制电动机的速度来实现，也就是说通过调节电动机的占空比来实现。形控制电机电压。片微计算机的PWM波形产生方法包括软件定时器，由中断驱动的请求或定时器[2]。们使用C8051系列微控制器的片上可编程计数器/定时器（PCA）系统来实现PWM输出。用PCA生成PWM可以大大减少处理器相对于任何查询机制（软件或定时器）所需的带宽，并消除由于设计中基于不一致的中断延迟而导致的时间抖动时钟。PCA包括一个16位计数器/定时器和5个（或6个）捕获/比较模块。
理图如图4所示。处理器发出的PWM波形不能直接控制当前电机。
续，功率控制电路用于实现增压控制的效果。择PCA时基信号PCA时基信号可以是以下四个时钟源之一：SYSCLK / 12，SYSCLK / 4，超时0或引脚ECI的下降沿外部。个不太明显的时基选项如下：通过将定时器0溢出设置为PCA时钟源，将定时器0的自动重载模式设置为8位并设置，PCA可以在SYSCLK频率下运行重载值。
现“0xFF”。统将PCA配置为SYSCLK / 4作为时钟源。PCA实现了两个8位PWMPCA捕获/比较模块（因为系统只有两个）.PCA0CPMn配置为8位PWM模式。此模式下，CEXn上出现的波形周期等于256个PCA时钟周期，PWM输出信号的频率取决于PCA计数器/定时器的时基。信号时间等于存储在模块捕获/比较寄存器（PCA0CPHn）的低字节中的8位值。种关系如图5所示。出波形的占空比（％）由下式给出：占空比=（256-PCA0CPHn）* 100/256。上述等式中，最小和最大的占空比为0.39％（PCA0CP0Hn = 0xFF的）和100％（PCA0CP0Hn = 0×00）可以通过擦除“0’ECOMn达到0％的占空比。作周期选择的分辨率如下：分辨率= 1/256 * 100 = 0.39位PWM模式的主要优点是它可以产生具有固定工作周期的波形而无需干预CPU。际上，如果CIDL位（PCA0MD.7）设置为“0”（复位状态），即使CPU处于休眠状态，输出波形也将保持有效。过在PCA0CPHn中写入一个8位数字来获得占空比的变化（框图如图6所示）。PCA的计数器/定时器的低字节（PCA0L）等于向PCA0CPLn的值时，输出的CEXn是高和当PCA0L的值被饱和，输出的CEXn高。
超过PCA的主米的低字节（PCA0L），比较寄存器的模块的高字节被复制到比较寄存器的模块的低字节（PCA0CPLn的=到PCA0CPLn ）。以通过更新PCA0CPHn来更改工作循环。
复制过程可确保在出口处不会产生毛刺。件工作流程采用模块化设计方法，软件工作流程如图7所示。论在各种测试后，使用脉冲宽度调制技术控制从系统的位置证明系统的动态和静态质量优越，系统参数的调整实用简单，提高了系统的速度和精度。
一方面，脉宽调制技术也是自动控制领域的发展轴，未来应该有更广泛的应用。
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