步进电机怎样实现精准运动控制

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，当驱动器接收到一个脉冲信号时就驱动步进电机以设定的方向转动一个固定的角度（即称为步进角），以固定的角度旋转。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量以达到精准定位的目的，同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度而达到调速的目的。步进电机作为一种控制用的特种电机，因其没有积累误差而广泛应用于各种开环控制。

步进电机加减速控制原理
步进电机驱动执行机构从一个位置移动到另一个位置时，要经历加速、恒速和减速的过程。 当步进电机的工作频率在自启动区域，即工作频率低于其本身的最高启动频率时，可以用此频率直接启动和运行。 当步进电机的工作频率在连续运行区域，即工作频率大于其本身的最大起动频率时，步进电机无法直接启动和停止。步进电机在该区域必须先经过自起动区域，然后经过加速达到该工作区域运行，否则会发生堵转。同理，容易步进电机在该区域也无法直接制动，否则容易造成电机失步，必须先经过减速到达自起动区域内再制动。 步进电机常用的升降频控制方法有2种：直线升降频和指数曲线升降频。指数曲线法具有较强的跟踪能力，但当速度变化较大是平衡性差。直线法平稳性好，适用于速度变化较大的快速定位方式。

定位方案
要保证系统的定位精度，脉冲当量即步进电机转一个步距角所移动的距离不能太大，而且步进电机的升降速要缓慢，以防止产品失步或过冲现象。但这两个因素在一起带来了一个突出的问题：定位时间过长，影响执行机构的工作效率。因此，为了获得较高的定位速度，同时又要保证定位精度，可以将整个定位过程划分为两个阶段：粗定位阶段和精定位阶段。粗定位阶段，采用较大的脉冲当量，如0.1mm/step或1mm/step，甚至更高。精定位阶段，为了保证定位精度，换用较小的脉冲当量，如0.01mm/step。虽然脉冲当量减小，但由于精定位行程很短(约占总行程的五分之一)，不影响定位速度。为了实现这一目标，机械方面可以通过使用不同的传动机构来实现。