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步進電機的技術介紹

作為一種控制用的特種電機，步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作，必須使用的驅動電源（步進電機驅動器）。在微電子技術，特別計算機技術發展以前，控制器（脈沖信號發生器）完全由硬件實現，控制系統采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路，不僅調試安裝復雜，要消耗大量元器件，而且一旦定型之后，要改變控制方案就一定要重新設計電路。當前步進電機的運動特性已經被有效改善步進電機在運行的時候必須要經過加速、勻速及減速這三個階段，這是客觀事實，也是無法徹底改變的事情，尤其是早期研發的電機，更是會在使用的時候明顯體現出三個運行階段。這就使得需要針對不同的電機開發不同的驅動器，開發難度和開發成本都很高，控制難度較大，限制了步進電機的推廣。

步進電機的細分驅動控制

步進電機由于受到自身制造工藝的限制，如步距角的大小由轉子齒數和運行拍數決定，但轉子齒數和運行拍數是有限的，因此步進電機的步距角一般較大并且是固定的,步進的分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運行時振動，噪音比其他微電機都高,使物理裝置容易疲勞或損壞。這些缺點使步進電機只能應用在一些要求較低的場合，對要求較高的場合，只能采取閉環控制，增加了系統的復雜性，這些缺點嚴重限制了步進電機作為優良的開環控制組件的有效利用。采用PID控制器具有結構簡單、魯棒性強、可靠性高等優點,但是它無法有效應對系統中的不確定信息。細分驅動技術在一定程度上有效地克服了這些缺點。 

步進電機細分驅動技術是年代中期發展起來的一種可以顯著改善步進電機綜合使用性能的驅動技術。年美國學者、頭次在美國增量運動控制系統及器件年會上提出步進電機步距角細分的控制方法。步進電機驅動器是驅動步進電機運行的功率放大器，它能接收控制器(PLC/單片機等)發送來的控制信號并控制步進電機轉過相應的角度/步數。在其后的二十多年里,步進電機細分驅動得到了很大的發展。逐步發展到上世紀九十年代完全成熟的。我國對細分驅動技術的研究,起步時間與國外相差無幾。

步進電機，步進驅動器和PLC之間的連接  

步進驅動器首先要外接直流電源24~72V，一端要連步進電機，另一端作輸入信號也就是控制信號，步進電機接受外部信號的結構是采用光電隔離的，比如：PLC的脈沖信號送到驅動器內部，我們要使PLC產生脈沖只需要讓Y0不斷的接通與截止就可以產生。它根據給定值r(t)與實際輸出值c(t)構成控制偏差e(t),將偏差的比例、積分和微分通過線性組合構成控制量,對被控對象進行控制。      PLC發送信號給步進電機驅動器，驅動器控制步進電機運行，就組成了設備的傳動結構，有些高精的設備，需要電機完成更復雜的傳動動作，會采購具有總線總線功能比如ethercat等的步進電機驅動器。