步进电机控制原理详解

一、基本控制原理

步进电机将电脉冲信号转换为对应的角位移，其核心控制关系为：

脉冲数 = 转动角度 / 步距角
脉冲频率 = 电机转速

例如：1.8°步距角的电机，发送200个脉冲即可完成360°旋转。

二、系统组成结构

三、关键控制方式

1. 整步/半步/微步驱动

• 整步驱动：每次激励1相绕组（如1.8°/步）
• 半步驱动：交替激励单双相（角度减半，精度提升）
• 微步驱动：通过PWM调节电流（最高256细分，运行更平滑）

2. 加减速曲线控制

典型控制流程：加速段→匀速段→减速段→定位

通过梯形/S形速度曲线避免失步，常用算法：

• 恒定加速度算法
• 指数加减速算法
• 自适应抖动控制

四、工作模式对比

五、实际控制示例

以2相混合式步进电机控制为例：

1. 控制器发送500Hz脉冲 → 电机转速约150RPM（假设1.8°步距角）
2. 设置16细分 → 分辨率提升至0.1125°/脉冲
3. 加减速时间设为200ms → 避免启动失步