步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)展研究

廖 駒，馬文超

(中科芯集成電路有限公司，無(wú)錫 214072)

0 引 言

電機(jī)在控制及自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，是現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)中的關(guān)鍵部件[1]。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為繼交流電機(jī)、直流電機(jī)之后第三大電機(jī)機(jī)種[2]。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路接收到一個(gè)電脈沖，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按控制的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的步進(jìn)角度，通過(guò)控制脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量達(dá)到精確定位，控制脈沖頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度從而調(diào)速[3]。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有反應(yīng)速度快、無(wú)積累誤差、定位精度高的優(yōu)點(diǎn)，其中混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由于體積小、噪聲低、振動(dòng)小的特點(diǎn)，逐漸發(fā)展為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種。

步進(jìn)角度是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，影響電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性，應(yīng)用最廣泛的二相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)角可以達(dá)到0.9°，五相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)角可以達(dá)到0.36°，步進(jìn)角更小則帶來(lái)成本增加和工藝難度的提高。若僅以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身步進(jìn)角轉(zhuǎn)動(dòng)，則會(huì)帶來(lái)控制分辨率低、噪聲和振動(dòng)等問(wèn)題，因此如何更好地控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)同樣重要。不同于其他電機(jī)可以通過(guò)直流電或者交流電直接驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是通過(guò)脈沖信號(hào)改變內(nèi)部勵(lì)磁繞組中的電流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，控制其轉(zhuǎn)動(dòng)必須使用與其匹配的驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)[4-5]，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的配置和技術(shù)優(yōu)劣，直接決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的好壞。

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的研究發(fā)展，由單電壓驅(qū)動(dòng)電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在廣泛使用的細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)是建立在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各相繞組理想對(duì)稱和矩角特性嚴(yán)格正弦的基礎(chǔ)之上的，將原本的一個(gè)通電狀態(tài)分為若干個(gè)細(xì)分的狀態(tài)，通過(guò)控制電機(jī)每一相繞組上的電流大小，使得每一時(shí)刻電機(jī)定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)都是圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而在每次改變繞組電流時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度都是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身步進(jìn)角的 1/N倍[6-7]。細(xì)分驅(qū)動(dòng)技術(shù)較大程度上提高了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性，提高了控制角度分辨率，有效地減輕了轉(zhuǎn)動(dòng)中可能出現(xiàn)的振蕩，具有較高的穩(wěn)定性，一些前沿的驅(qū)動(dòng)芯片可以將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身步進(jìn)角進(jìn)行256細(xì)分[8]，實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的微步驅(qū)動(dòng)。

本文從混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步原理展開(kāi)，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在微步驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題和微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的典型方案進(jìn)行綜述，為其在更高性能和高集成度的系統(tǒng)應(yīng)用中提供參考。

1 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及微步原理

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在幾十年的發(fā)展中結(jié)構(gòu)和性能有了很大的優(yōu)化和提升，從反應(yīng)式到永磁式，再到的混合式，雖然前兩種在一些特定領(lǐng)域還在應(yīng)用，但是混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以其分辨率高、效率高、噪聲小、運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)勢(shì)成為目前最為流行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)類型。下面以應(yīng)用量最廣泛的8極轉(zhuǎn)子50齒的二相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)介。

二相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要由定子繞組和帶磁性轉(zhuǎn)子組成，如圖1所示。其中轉(zhuǎn)子由3部分組成：杯型轉(zhuǎn)子1、杯型轉(zhuǎn)子2和永久磁芯，2個(gè)杯型轉(zhuǎn)子分別固定于磁芯兩端，由于磁化作用，其中一個(gè)極化為N極(記作轉(zhuǎn)子1)，另一個(gè)則極化為是S極(記作轉(zhuǎn)子2)，每個(gè)轉(zhuǎn)子的外周有50個(gè)小齒，并且相互錯(cuò)開(kāi)半個(gè)齒間距。

圖1 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)

圖2 定子和S極轉(zhuǎn)子截面圖

圖3 微步驅(qū)動(dòng)正余弦電流

2 微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及關(guān)鍵問(wèn)題

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)精確穩(wěn)定的微步驅(qū)動(dòng)需要搭配良好的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的框圖如圖4所示。用戶接口根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境提供一個(gè)交互界面，可以是計(jì)算機(jī)上面的一個(gè)工業(yè)控制軟件，或者是傳輸臺(tái)上的一個(gè)搖桿，或者是后臺(tái)服務(wù)器上可識(shí)別的一組指令。通過(guò)各種總線如串口、CAN、以太網(wǎng)等，用戶接口將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)負(fù)載需要移動(dòng)的速度、位置或坐標(biāo)等信息傳輸給控制單元，控制單元將這些信息轉(zhuǎn)換成微步的使能、方向、細(xì)分?jǐn)?shù)、步進(jìn)數(shù)和頻率等控制信號(hào)，并接收HOME位置、錯(cuò)誤指示信號(hào)以調(diào)節(jié)輸出的微步控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的加速、勻速、減速驅(qū)動(dòng)過(guò)程。

圖4 微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

微步控制邏輯、D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、H橋驅(qū)動(dòng)、電流采樣等模塊相互配合完成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的最后驅(qū)動(dòng)，根據(jù)控制信號(hào)將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的各相按特定的順序通電激勵(lì)?？刂七壿嬕勒占?xì)分設(shè)置按序?qū)⒄嘞译娏鞑檎冶碇械碾娏髦?數(shù)字量)輸出到D/A轉(zhuǎn)換器[11]，并按照參考電壓基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)相電流的電壓值，通過(guò)比較器將此電壓與電流采樣電路轉(zhuǎn)化的實(shí)際相電流的電壓值比較。如果實(shí)際相電流小于需要驅(qū)動(dòng)的相電流，控制邏輯根據(jù)比較結(jié)果通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)器控制H橋驅(qū)動(dòng)繼續(xù)導(dǎo)通；若實(shí)際相電流達(dá)到需要驅(qū)動(dòng)的相電流閾值，則控制H橋進(jìn)入電流衰減狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一定衰減周期地減小相電流后，再次控制H橋驅(qū)動(dòng)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)增加相電流。如此循環(huán)使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相電流穩(wěn)定在所需值，并且根據(jù)脈沖信號(hào)按正余弦電流變化，兩組相同模塊分別控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相A和相B電流相差π/2周期。

微步驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的正余弦電流控制、電流衰減控制、加減速控制是實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題。正余弦電流的擬合度和細(xì)分程度決定了微步角度的大小。將相電流最大值和最小值分成若干個(gè)階梯值，相A電流按正弦階梯波變化時(shí)，對(duì)應(yīng)相B按余弦階梯波變化，滿足相A和相B電流矢量和在每一時(shí)刻相等。按正余弦階梯變化的相電流在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生微步的合成磁場(chǎng)矢量，使得電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩保持一致，π/2周期內(nèi)的階梯數(shù)對(duì)應(yīng)著微步的細(xì)分?jǐn)?shù)，如8階梯的正余弦電流可將1.8°的二相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行8細(xì)分，即微步角度為1.8°/8 = 0.225o。實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中每個(gè)階梯值并不是實(shí)時(shí)生成，而是將細(xì)分電流的百分比值放在存儲(chǔ)器中，形成查找表，配合參考電壓的設(shè)置和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)相電流的電壓值階梯變化，其中D/A轉(zhuǎn)換器的分辨率在實(shí)現(xiàn)高細(xì)分?jǐn)?shù)中起著關(guān)鍵作用，高細(xì)分時(shí)參考電壓在相電流接近0的非線性補(bǔ)償也同樣重要。

電流衰減控制的好壞直接影響微步的平穩(wěn)性，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相線圈的電感特性，在H橋?qū)歉叩蚆OSFET驅(qū)動(dòng)相電流到達(dá)閾值關(guān)閉后，需要提供電流衰減的安全流動(dòng)路徑，否則可能造成H橋或電機(jī)損壞。電流衰減可以由MOSFET的二極管或者并聯(lián)續(xù)流二極管提供，更為高效的方法是按照特定順序開(kāi)關(guān)MOSFET來(lái)實(shí)現(xiàn)，打開(kāi)非驅(qū)動(dòng)的相反對(duì)角MOSFET實(shí)現(xiàn)快衰減，只打開(kāi)低側(cè)2個(gè)MOSFET或高側(cè)2個(gè)MOSFET實(shí)現(xiàn)慢衰減，特別要控制在2個(gè)驅(qū)動(dòng)MOSFET關(guān)閉后的死區(qū)時(shí)間，防止4個(gè)MOSFET同時(shí)開(kāi)啟。慢衰減的損耗更小，具有較小的紋波，但是需要更長(zhǎng)的步進(jìn)響應(yīng)時(shí)間，不能適應(yīng)高速和低電流的情況?？焖p的響應(yīng)更快，但是紋波更大，會(huì)有過(guò)沖，損耗也更大。實(shí)際應(yīng)用中較常采用快慢衰減結(jié)合的混合衰減模式，根據(jù)電機(jī)工作電壓、相電流大小、微步角度、線圈電阻、電感等因素在可接受的紋波和響應(yīng)特性中取舍，這個(gè)調(diào)優(yōu)過(guò)程通常比較耗時(shí)。較為先進(jìn)的方案可以實(shí)現(xiàn)微步的智能調(diào)優(yōu)自適應(yīng)衰減，能夠跟蹤步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)和負(fù)載各因素差異來(lái)調(diào)整衰減，獲得更好的電流調(diào)節(jié)和微步性能，快速完成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)試。

加減速控制是由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起停固有特性必須處理的，由于慣性和摩擦力矩影響，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)若驅(qū)動(dòng)頻率過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)或丟步；而在高轉(zhuǎn)速時(shí)突然停止，會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)軸慣性導(dǎo)致步進(jìn)過(guò)沖[12]。雖然微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用了相電流反饋控制，但是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)仍然是開(kāi)環(huán)狀態(tài)，丟步和過(guò)沖引入無(wú)用的步進(jìn)誤差無(wú)法及時(shí)消除，最終影響系統(tǒng)轉(zhuǎn)軸的定位準(zhǔn)確性，因此確保脈沖數(shù)與步進(jìn)數(shù)同步至關(guān)重要[13]。通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速率轉(zhuǎn)矩曲線可以獲取在某一轉(zhuǎn)矩下最大起動(dòng)/停止速率FS，實(shí)際應(yīng)用中控制單元通過(guò)加速、勻速、減速過(guò)程能夠控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和停止時(shí)滿足FS的限制，大部分情況下此過(guò)程通過(guò)兩個(gè)定時(shí)器配合得以實(shí)現(xiàn)，但是在有速度要求，即在較短時(shí)間內(nèi)完成較多步進(jìn)數(shù)情況下，加速、勻速、減速各階段所占比例，加、減速的加速度斜率需要綜合考量和調(diào)優(yōu)。

3 微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)典型方案

根據(jù)微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中各模塊的集成度和關(guān)鍵問(wèn)題處理情況，下面對(duì)一些典型的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行對(duì)比討論。

3.1 嵌入式處理器方案

嵌入式處理器飛速發(fā)展，如微控制器、FPGA、DSP等，將控制單元和微步控制邏輯的功能在嵌入式處理器內(nèi)通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)，外圍硬件搭配分立的D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、柵極驅(qū)動(dòng)器和MOSFET組成的H橋等。此方案適用在微步技術(shù)發(fā)展早期，需要開(kāi)發(fā)人員熟悉微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理，設(shè)計(jì)完善的正余弦電流控制算法以適用高細(xì)分情形，調(diào)優(yōu)電流衰減模式以達(dá)到良好的微步平穩(wěn)性，考量合適的加減速曲線以實(shí)現(xiàn)無(wú)誤差地驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，各器件的PCB布局布線也需要良好的設(shè)計(jì)，減小環(huán)路電感，降低引入的噪聲、振鈴等，以降低軟件調(diào)優(yōu)的難度。

以嵌入式處理器為核心的微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)雖然系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜、調(diào)優(yōu)費(fèi)時(shí)，但是開(kāi)發(fā)人員的投入為正余弦電流控制、加減速曲線等算法的發(fā)展積累了大量經(jīng)驗(yàn)，也為后續(xù)集成芯片驅(qū)動(dòng)方案提供了基礎(chǔ)。對(duì)于有一定積累的設(shè)計(jì)者，可以方便地調(diào)整分立器件選型和少量軟件修改，較低成本地完成對(duì)新步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的適配驅(qū)動(dòng)。對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理論研究者，此方案也更利于發(fā)現(xiàn)和解決微步驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題。

3.2 基本集成芯片方案

隨著微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，專用集成化芯片的驅(qū)動(dòng)方案被提出并得到了快速發(fā)展，以TI、Trinamic、Allegro、MPS等為代表的廠商提供了多種微步驅(qū)動(dòng)集成芯片，為開(kāi)發(fā)人員提供了快速、高能效、小型化的解決方案。對(duì)于驅(qū)動(dòng)電流小于3 A，MOSFET組成的H橋可以完全集成在單個(gè)芯片內(nèi)完成驅(qū)動(dòng)，如DRV8434、A5977等型號(hào)。對(duì)于電流大于3 A，在當(dāng)前技術(shù)條件下仍需要配合外部H橋完成驅(qū)動(dòng)，如TMC262C、DRV8711等型號(hào)。根據(jù)集成功能的復(fù)雜程度提供不同接口類型的芯片方案，如圖5所示。

圖5 基本集成芯片3種方案

1)并聯(lián)控制接口型

此類型將D/A轉(zhuǎn)換器、比較器和H橋/柵極驅(qū)動(dòng)器集成在芯片內(nèi)，控制接口提供4個(gè)PWM控制輸入口或一些配置接口，如參考電壓、電流檢測(cè)、衰減模式等，微步的正余弦電流控制和加減速曲線仍需要在嵌入式處理器內(nèi)完成。僅通過(guò)4個(gè)PWM控制引腳可實(shí)現(xiàn)半步長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)，對(duì)于帶參考電壓引腳的型號(hào)，可以通過(guò)對(duì)其參考電壓調(diào)制配合完成更大細(xì)分?jǐn)?shù)的微步驅(qū)動(dòng)[14]，如DRV8843、L6258等型號(hào)。通過(guò)4個(gè)PWM控制引腳可實(shí)現(xiàn)快慢電流衰減，或者通過(guò)電流檢測(cè)引腳設(shè)置提供內(nèi)置的固定時(shí)間慢衰減，如MP6509、DRV8833C等型號(hào)，較新的一些型號(hào)可以通過(guò)衰減模式引腳配置快、慢混合或者智能自適應(yīng)衰減，如DRV8425等型號(hào)。

2)步進(jìn)數(shù)(STEP)/方向(DIR)控制接口型

此方案在并聯(lián)控制接口型的基礎(chǔ)上將正余弦電流控制的分度器集成在芯片內(nèi)，通過(guò)配置接口完成細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)置，最高可進(jìn)行256細(xì)分，再通過(guò)步進(jìn)數(shù)和方向引腳即可完成微步驅(qū)動(dòng)，如DRV8424、STSPIN820、MP6500等型號(hào)。步進(jìn)數(shù)引腳只需要通過(guò)PWM的脈沖數(shù)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的步進(jìn)總數(shù)，通過(guò)PWM的頻率控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)速度，方向引腳決定轉(zhuǎn)動(dòng)方向。正余弦電流控制的集成大大減輕了微步處理對(duì)嵌入式處理器性能的需求，而且步進(jìn)數(shù)接口也更加有利于加減速曲線的調(diào)優(yōu)。

3)串行控制接口型

此方案在步進(jìn)數(shù)控制接口型的基礎(chǔ)上將控制寄存器和串行接口SPI/UART等集成在芯片內(nèi)，通過(guò)串行接口完成微步驅(qū)動(dòng)的細(xì)分?jǐn)?shù)、電流衰減模式、最大電流、關(guān)斷時(shí)間等的配置，以及步進(jìn)數(shù)和方向的控制，如DRV8434S、TMC2226、A4993等型號(hào)。得益于串行接口的優(yōu)勢(shì)，可配置的功能和監(jiān)控的信息更加豐富，同時(shí)減少了配置引腳的需求數(shù)，使得單個(gè)嵌入式處理器可以控制更多的微步驅(qū)動(dòng)芯片，簡(jiǎn)化了多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，控制軟件在對(duì)不同電機(jī)協(xié)調(diào)操作時(shí)更加便捷。

3.3 全功能集成芯片方案

基本集成芯片方案已經(jīng)將微步驅(qū)動(dòng)需要正余弦電流控制、智能自適應(yīng)衰減集成，但是加減速曲線的控制仍占用嵌入式處理器資源，需要軟件算法調(diào)優(yōu)。部分廠商已經(jīng)可以提供全功能集成芯片的方案，如AMT49700、L6480、TMC5130A等型號(hào)，將控制加減速曲線的斜率發(fā)生器集成在芯片內(nèi)，通過(guò)串行接口設(shè)置微步起動(dòng)速率、加速斜率、運(yùn)行速率、減速斜率、停止速率以及微步的總步數(shù)、方向，就可以簡(jiǎn)潔地驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。采用此方案的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員將起動(dòng)、停止速率等參數(shù)和細(xì)分?jǐn)?shù)、電流衰減模式等在初始化時(shí)配置一次，通過(guò)對(duì)總步數(shù)、方向寄存器的操作來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵問(wèn)題抽離，可以把嵌入式處理器資源更加專注在系統(tǒng)協(xié)同方面，加快了整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試進(jìn)度。

其他全功能集成芯片，如TMC5031在單芯片內(nèi)集成了兩路步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)一個(gè)SPI接口可以方便地完成2個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，非常適用雙軸控制系統(tǒng)應(yīng)用。TMC5160系列特別加入了編碼器接口，可以應(yīng)用在對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制的情況，同時(shí)還加入溫度檢測(cè)、短路保護(hù)、欠壓檢測(cè)等功能，為設(shè)計(jì)人員在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提供更加經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。

4 結(jié) 語(yǔ)

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)在多年的發(fā)展中，圍繞正余弦電流控制、電流衰減控制、加速、減速控制等關(guān)鍵問(wèn)題的處理，形成了多種解決方案，其中集成芯片方案以其高效、高性能、小尺寸、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)在應(yīng)用中逐步廣泛，按功能集成度形成了豐富的產(chǎn)品種類。在解決關(guān)鍵問(wèn)題的基礎(chǔ)上更完善的診斷、監(jiān)控、保護(hù)功能也在不斷加入，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的微步驅(qū)動(dòng)提供更加全面的解決方案。對(duì)于控制精度和響應(yīng)能力要求更高的領(lǐng)域，采用閉環(huán)控制的微步系統(tǒng)可獲得更高性能，同時(shí)比伺服電機(jī)系統(tǒng)更具性價(jià)比，個(gè)別芯片已經(jīng)將編碼器接口進(jìn)行集成，后續(xù)會(huì)有更多集成芯片方案出現(xiàn)，為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制的微步驅(qū)動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供基礎(chǔ)。