步進(jìn)電機本質(zhì)上是開環(huán)設(shè)備。它們不需要反饋，因為驅(qū)動器傳遞的每個電流脈沖等于電動機的一個步長(對于微步進(jìn)，則等于一小部分步長)。加上較小的步長(或步距角)，就可以非常精確地確定電動機的位置，而無需反饋裝置和復(fù)雜的控制方案。

　　因此，如果可以在開環(huán)系統(tǒng)中確定步進(jìn)電動機的位置，那么為什么還要增加步進(jìn)電動機的閉環(huán)控制成本和復(fù)雜性呢?

　　具有閉環(huán)控制的步進(jìn)電機可以替代伺服電機。

　　因為只有在電動機失步的情況下，才可以準(zhǔn)確了解電動機的位置。在現(xiàn)實世界中，有多種情況可能會導(dǎo)致電動機失步或錯步–例如，機器卡紙阻止了電動機軸的旋轉(zhuǎn)。

　　為了應(yīng)對這些可能性，步進(jìn)電機通常尺寸過大，以應(yīng)對扭矩尖峰，堵轉(zhuǎn)或其他異常情況，否則可能會導(dǎo)致電機錯過步距。但是，如果丟失的步驟可能對應(yīng)用程序或過程有害，則另一種解決方案是在具有位置反饋的閉環(huán)系統(tǒng)中操作步進(jìn)電機，以檢測并糾正定位錯誤。

　　步進(jìn)電機通常有三種類型的閉環(huán)控制，每種類型提供不同級別的定位控制和復(fù)雜性。

　　失步補償：移動結(jié)束時進(jìn)行無功位置校正

　　閉環(huán)步進(jìn)系統(tǒng)的見類型是基于步進(jìn)損耗補償，也稱為步進(jìn)損耗控制或步進(jìn)位置保持。在這種設(shè)置下，驅(qū)動器以微步進(jìn)模式運行，編碼器跟蹤軸(或負(fù)載)的位置。如果檢測到失步，則根據(jù)命令位置(步數(shù)乘以步角)相對于編碼器讀取的實際位置，控制器將命令附加步，以使電動機(或負(fù)載)達(dá)到所需位置。

　　失步補償是步進(jìn)電機的閉環(huán)方案，如上所述，它是泛采用的方法，但是它的主要缺點是，它僅補償運動結(jié)束時遺漏的步，而不是在整個運動過程中連續(xù)補償。移動個人資料。

　　負(fù)載位置控制：連續(xù)，實時的位置校正，無需復(fù)雜的控制

　　負(fù)載位置控制，也稱為閉環(huán)微步進(jìn)，連續(xù)監(jiān)視軸(或負(fù)載)位置并生成錯誤信號。在整個移動過程中，控制器使用此錯誤信號實時調(diào)整命令。

　　通過負(fù)載位置控制，該系統(tǒng)仍可在微步進(jìn)模式下作為步進(jìn)系統(tǒng)運行，但可以更精確地遵循運動曲線，而不是在運動過程中允許電動機偏離方向，并在運動結(jié)束時發(fā)出單個位置補償命令。

　　伺服控制：控制扭矩和位置

　　的閉環(huán)步進(jìn)控制方法是將電動機作為兩相無刷(BLDC)電動機運行。(請注意，許多步進(jìn)電機的兩相偏移90°，而無刷直流電機的三相相偏移120°。)此方法稱為伺服步進(jìn)或閉環(huán)步進(jìn)控制。

　　使用步進(jìn)電機的伺服控制，而不是驅(qū)動器向電機提供全電流以產(chǎn)生運動，編碼器的反饋會檢測到軸的位置，然后由控制環(huán)(通常為PID環(huán))確定軸跟隨所需的確切扭矩移動配置文件。換句話說，電動機是通過轉(zhuǎn)矩指令而不是電流脈沖來驅(qū)動的。

　　步進(jìn)電機的閉環(huán)伺服控制示意圖。

　　因為它僅提供實現(xiàn)運動曲線所需的電流，所以伺服控制方法比其他步進(jìn)控制方法具有更高的效率。更高的效率意味著更少的熱量和更長的電機壽命。伺服控制還消除了困擾其他控制方法的共振問題，在低速時提供高轉(zhuǎn)矩，并允許電動機使用其全額定轉(zhuǎn)矩而不受拉出轉(zhuǎn)矩的限制。而且，盡管比開環(huán)系統(tǒng)復(fù)雜，但是與實施完整的伺服系統(tǒng)相比，對步進(jìn)電機實施伺服控制的要求仍然較低。

　　請注意，還有另一種閉環(huán)步進(jìn)控制方法，通常稱為無傳感器控制。這種方法沒有反饋裝置。相反，控制器使用間接方式(例如測量反電動勢)來確定轉(zhuǎn)子位置。但是，無傳感器控制很難實施，并且無法提供有關(guān)電機估計位置的高度確定性。

　　使用閉環(huán)控制的步進(jìn)電機系統(tǒng)僅占步進(jìn)電機應(yīng)用的一小部分，但是如果位置丟失可能會對應(yīng)用造成災(zāi)難性的影響，則該系統(tǒng)需要低速時高扭矩，相對簡單的結(jié)構(gòu)以及相對較低的成本(與真正的伺服電機系統(tǒng))，閉環(huán)步進(jìn)器可能是最合適的解決方案。