如何控制步进电机实现更精确的机器人运动？

　步进电机可用于各种应用，特别是在机器人领域。由于步进电机在精确定位和可靠的重复运动方面表现出色，因此非常适合需要长序列快速、准确运动的应用。控制步进电机的基本方法是以正确的顺序为齿轮周围的线圈通电和断电。改变线圈激活的顺序和时间是工程师根据其应用需求定制步进电机操作的方式。流向步进电机的电流变化会产生极其细微和精确的定位差异。

　步进电机的精度取决于它的步数——也就是说，它在一个完整的旋转周期中占据的不同位置的数量。步数更多的步进电机将更能够产生更精确的定位差异。步进电机可以达到的精度水平称为电机的分辨率。

　步进电机控制的主要模式有：

　1、波浪驱动/单相：一个线圈按顺序一次激活。这是步进电机运行的最基本模式，产生的分辨率。

　2、全步：两个线圈依次同时被激活，所以转子的极位置实际上是在每个线圈之间。这种模式对于提高电机的扭矩和速度很有用，但它不会增加电机的分辨率，因为它仍然具有相同的步数。

　3、半步：激活一个线圈，然后在下一步同时激活两个线圈。因此，转子一次移动半步，从一个线圈处于活动状态时的直接对准位置移动到两个线圈处于活动状态时的分开对准。这种模式实际上为电机的旋转增加了额外的步数，因此它大大提高了分辨率。

　4、微步：使用一系列正弦波脉冲激活线圈，这些脉冲以极小的步长移动转子。由于能够将转子的全步循环细分为最多256步，因此此方法可产生此处列出的所有方法中分辨率的方法。微步进还可以非常平稳和一致地移动转子，这有助于减少电机部件的振动、噪音和磨损。

　由于这些优点，微步进是当今应用中步进电机见的激活方式。增加线圈数和磁极数也可以提高步进电机的分辨率。专业工程师使用的步进电机大多有大量的线圈，在微步之前可以提供200步左右。总之，这些选项为使用步进电机的工程师提供了许多不同的选择，以提高电机分辨率的精度。

　每个步进电机都由驱动电路控制，驱动电路将电流传输到线圈以激活它们。因为控制步进电机运动的整个机制是从电机控制器开始的，所以根据实践仔细设计步进电机的控制是非常重要的。下一节我们就来快速看一下设计步进电机驱动电路时需要知道的基础知识。