步进电机控制系统的组成和控制原理分析

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

步进电机控制系统结构如下，通过单片机或是计算机等发送控制命令给电机驱动器，电机驱动器将控制命令转化为驱动信号给执行电机。

步进驱动控制面板的右侧为面板和步进电机面板的接口，包含步进电机的驱动信号，左侧为与运动控制器的接口，包含方向和脉冲等控制信号接口。

+A，-A, +B,-B,AC,BC信号为步进电机的电源线，用于驱动电机的运动。

+5V,PUL+,DIR+为与控制器相连的控制信号。

其含义为：

+5V为电源。

PUL+为脉冲信号，用于位置模式下的电机控制。

DIR+为方向信号，用于位置模式下的电机控制。

步进电机结构如下，单极性 (unipolar) 和双极性 (bipolar) 是步进电机最常采用的两种驱动架构。单极性驱动电路使用四颗晶体管来驱动步进电机的两组相位，电机包含两组带有中间抽头的线圈，整个电机共有六条线与外界连接。这类电机有时又称为四相电机或应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机，实际上却能同时使用单极性或双极性驱动电路。

单极半步运行的原理如下，通过驱动器控制电机线路，在相应的位置产生如下的磁场，驱动电机一步一步的运动。

步进电机一般用于开环伺服系统，由于没有位置反馈环节，固位置控制的精度由步进电机和进给丝杠等等来决定。虽档次低，但是结构简单价格较低。在要求不高的场合仍有广泛应用。在数控机床领域中大功率的步进电机一般用在进给运动（工作台）控制上，但是就控制性能来说其特性不如交流伺服电机。振动、噪音也比较大。尤其是在过载情况下，步进电机会产生失步，严重影响加工精度，但其便宜的价格，方便使用的特点，在工业中的达广泛的应用。

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