步進電機控制精度的探討

步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的裝置。在無過載的情況下，步進電機的轉(zhuǎn)速和移動距離取決于控制電脈沖的頻率和數(shù)量。

其控制精度主要由兩方面決定：

1.步進電機每一步的精度。以一臺兩相混合式步進電機為例。不細(xì)分，200步步進電機的步距為33，360，360/200=1.8，即步進電機的最小行走距離為1.8。然而，在實際使用中，步驟的數(shù)量通常是細(xì)分的。以2細(xì)分為例，此時步進電機兩步相當(dāng)于一步，現(xiàn)在單步步距為360/(200 * 2)=0.9；同樣，在4細(xì)分下，步距為33，360，360/(200 * 4)

=0.45 ;8細(xì)分，步距33，360，360/(200 * 8)=0.225；在16的細(xì)分下，步距為33，360，360/(200 * 16)=0.1125；在32的細(xì)分下，一步的步距為：360/(200 * 32)=0.05625。所以在驅(qū)動細(xì)分下，步進電機步距角的計算公式為：360/(步進電機固有步數(shù)*細(xì)分?jǐn)?shù))。

因此，要減小步進電機的步距角以達到更高的精度，需要從兩個方面入手。一種是改進或采用固有步數(shù)更多的步進電機，以獲得更小的步距角，如0.9。二是提高步細(xì)分度。

2.計算精度：控制步進電機運動時，計算系統(tǒng)在將角位移或線位移轉(zhuǎn)換為步進電機的步數(shù)時，應(yīng)保證計算精度高于步進電機的每一步。例如，步進電機每一步的步距角為0.1125，要移動的角位移為143.45，要走的步數(shù)應(yīng)為=143/0.1125，計算結(jié)果為1275.11.步，實際結(jié)果是1275步，移動誤差是：0.1111 * 0.1125。

=0.0125 。但是，如果計算的角位移為1，143.45=143，小數(shù)部分將被丟棄。143/0.1125=1271.1111步，與前一次移動相比誤差為： (1275-1271) * 0.1125

=0.45 。這主要是因為在嵌入式系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)類型的限制，如果不使用浮點或雙精度進行計算，小數(shù)部分一般會被丟棄，導(dǎo)致計算誤差較大。