步驟4:制作一個單軸的伺服穩(wěn)定器
在之前的步驟中我們知道當使用伺服電機作為驅動器時把陀螺儀固定在相機側時的效果很差。納悶我們現在把陀螺儀固定在支撐側在進行一遍測試,可以觀察到如下的結果宋下。
1.伺服電機達不滿足快速加減速的需求
2.尤其是減速到停止的過程需要更多的時間
3.每一個伺服電機的加速和減速過程都很難就改變
上面的圖表展示了一個伺服電機從啟動到停止的角速度變化。這里展示了轉動4個給定角度辑莫,8°学歧、15°、30°和60°各吨,四條線分別代表轉動這4個角度下的角速度變化信息枝笨。通過這個圖表我們能了解到:
1.不論是轉動多少角度,從靜止到加速到最大角速度所消耗的時間幾乎是一個常數值揭蜒。
2.另一方面横浑,減速到停止的圖形則呈現一個階梯狀的樣子,但是每個圖形的走向基本是相似的屉更。
3.可以發(fā)現從最大角速度減速到靜止所花費的時間是從靜止運動加速到最大角速度所需要時間的2到3倍徙融。
4.如果給定轉動角度小于15度,那么該電機永遠不會達到最大轉動的角速度瑰谜。
前面三點意味著伺服電機在進行減速運動時相對于啟動更加穩(wěn)定欺冀。最后這一點則表示伺服電機在不同角度下無法提供快速的響應。因此轉速(穩(wěn)定運行下的最大速度)這個用來衡量伺服電機的重要且流行的指標萨脑,對這個項目是沒有什么意義的隐轩。
伺服電機小心的減速到停止是為了避免產生振動,但是同時也讓它失去了云臺應有的快速響應渤早。我們可以通過看DOCUMENTRAY(3)中的視頻來發(fā)現伺服電機在停止轉動之前的開始和結束減速過程中都存在著延遲职车。
[DOCUMENTARY (3)] Testing Tracking Speed of Servo Motor
視頻地址:https://www.youtube.com/embed/lqgFQ1HsnRA
相機云臺必須補償支撐端的不規(guī)則轉動,因此電機的驅動不僅需要更高的最高速度鹊杖,而且也要有足夠的加速度和減速度已用來跟蹤悴灵。
從這個觀點來看伺服電機是已犧牲加速度和減速度來避免振動風險。此外我還試用了其他電機仅淑,沒有一個能提供足夠的補償称勋。在DOCUMENTARY(4)中可以看到這是我用過效果最好的一個伺服電機,這個電機機身比其他電機小涯竟,有著更快的速度赡鲜、更快的響應空厌。但是我們通過視頻可以發(fā)現它依舊不能完全正常工作。
[DOCUMENTARY (4)] The Final Test of Single Axis Servo Gimbal
視頻地址:https://www.youtube.com/embed/TfI4-M0anfg