如何控制步進電機實現更精確的機器人運動？
步進電機可用于各種應用，特別是在機器人領域。由于步進電機在精確定位和可靠的重復運動方面表現出色，因此非常適合需要長序列快速、準確運動的應用。控制步進電機的基本方法是以正確的順序為齒輪周圍的線圈通電和斷電。改變線圈激活的順序和時間是工程師根據其應用需求定制步進電機操作的方式。流向步進電機的電流變化會產生極其細微和精確的定位差異。
步進電機的精度取決于它的步數——也就是說，它在一個完整的旋轉周期中占據的不同位置的數量。步數更多的步進電機將更能夠產生更精確的定位差異。步進電機可以達到的精度水平稱為電機的分辨率。
步進電機控制的主要模式有：
1、波浪驅動/單相：一個線圈按順序一次激活。這是步進電機運行的最基本模式，產生的分辨率最低。
2、全步：兩個線圈依次同時被激活，所以轉子的極位置實際上是在每個線圈之間。這種模式對于提高電機的扭矩和速度很有用，但它不會增加電機的分辨率，因為它仍然具有相同的步數。
3、半步：激活一個線圈，然后在下一步同時激活兩個線圈。因此，轉子一次移動半步，從一個線圈處于活動狀態時的直接對準位置移動到兩個線圈處于活動狀態時的分開對準。這種模式實際上為電機的旋轉增加了額外的步數，因此它大大提高了分辨率。
4、微步：使用一系列正弦波脈沖激活線圈，這些脈沖以極小的步長移動轉子。由于能夠將轉子的全步循環細分為最多256步，因此此方法可產生此處列出的所有方法中最高分辨率的方法。微步進還可以非常平穩和一致地移動轉子，這有助于減少電機部件的振動、噪音和磨損。
由于這些優點，微步進是當今應用中步進電機最常見的激活方式。增加線圈數和磁極數也可以提高步進電機的分辨率。專業工程師使用的步進電機大多有大量的線圈，在微步之前可以提供200步左右。總之，這些選項為使用步進電機的工程師提供了許多不同的選擇，以提高電機分辨率的精度。
每個步進電機都由驅動電路控制，驅動電路將電流傳輸到線圈以激活它們。因為控制步進電機運動的整個機制是從電機控制器開始的，所以根據最佳實踐仔細設計步進電機的控制是非常重要的。下一節我們就來快速看一下設計步進電機驅動電路時需要知道的基礎知識。
