传统步进电机控制通常采用反馈设备和非传感方法,是有效的实现带有安全需求、危险状况或高精确度要求的运动应用的方法。
大多数基于步进电机的系统,一般都运行在开环状态下,这样可提供一个低成本的方案。 事实上,步进系统可提高位移控制的的性能,且不需要反馈。但是,当步进电机在开环时运行,在命令步幅和实际步幅之间会有同步损耗的可能。
闭环控制,是传统步进控制的一个部分,能有效地提供更高地可靠性、安全性或产品质量。在这些步进系统中,反馈设备或间接参数传感方法的闭环能进行校正或控制失步、监测电机停滞,以及确保更大的可用转矩输出。近期,步进电机的闭环控制(CLC)还能帮助执行智能分布运动架构。
方法和益处
很多技术都可用于获得步进电机的CLC位移、速度和转矩控制。按照可控性从低至高的顺序,包括:核步法、反电动势(back electromotive force (emf)检测、或全伺服法。
National Instruments(NI)公司工业控制产品经理Rahul Kulkarni提到了一些采用闭环步进控制的原因与适用状况:
● 无需进行参数调整;系统很容易建立,通常可以实现免维护;
● 在连续移动进程中,允许利用断点触发摄像机或数据采集设备;
● 控制位置过冲,特别在不允许的状况,例如,纳米制造或半导体行业;
● 在运动结束时纠正位置。
最后一个状况中,要根据系统负载和惯量要求选择合适大小的步进电机,但并非一定要遵从这个规则。
Baldor Electric公司认为,步进电机是种简单、价廉的设备,是负载进行定位控制的理想设备。Baldor 公司的电机产品经理John Mazurkiewicz认为,使用步进电机的原因包括:操作简单(通常在开环状态下使用);可接受数字输入,易于与其他设备接口;不采用反馈,因而成本低廉。