闭环步进电机控制是如何工作的……为什么不直接使用伺服？
步进电机本质上是开环设备。它们不需要反馈，因为驱动器提供的每个电流脉冲等于电机的一步（或微步情况下的一小部分）。加上小步长（或步距角），电机的位置可以非常地确定，无需反馈设备和复杂的控制方案。那么，如果可以在开环系统中确定步进电机的位置，为什么要为步进电机增加闭环控制的成本和复杂性？
步进电机
因为只有在电机永不失步的情况下才能了解电机的位置。在现实世界中，有多种情况会导致电机失步或失步——例如，机器卡住导致电机轴无法旋转。为了应对这些可能性，步进电机通常尺寸过大，以处理扭矩峰值、停转或其他异常情况，否则会导致电机失步。但是，当丢失的步数可能对应用程序或过程有害时，另一种解决方案是在闭环系统中运行步进电机，通过位置反馈来检测和纠正定位错误。步进电机通常有三种类型的闭环控制，每一种都提供不同级别的定位控制和复杂性。失步补偿：移动结束时的反应位置校正。常见的闭环步进电机系统类型是基于失步补偿，也称为失步控制或步进位置保持。在此设置中，驱动器以微步模式运行，编码器跟踪轴（或负载）位置。如果检测到丢失步数，根据指令位置（步数乘以步距角）与编码器读取的实际位置，控制器会发出额外的指令，使电机（或负载）到达所需位置。失步补偿是步进电机简单的闭环方案，如上所述，采用广泛，但其主要缺点是它仅在移动结束时补偿丢失的步数，而不是在整个过程中持续进行补偿。移动配置文件。负载位置控制：无需复杂控制的连续、实时位置校正。负载位置控制，也称为闭环微步，持续监控轴（或负载）位置并生成错误信号。在整个移动过程中，控制器使用该误差信号实时调整命令。通过负载位置控制，系统在微步模式下仍作为步进系统运行，但更地遵循移动轮廓，而不是允许电机在移动过程中偏离并在移动结束时发出单个位置补偿命令。
伺服控制：完全控制扭矩和位置
先进的闭环步进电机控制方法是将电机作为两相无刷 ( BLDC ) 电机运行。（请注意，许多步进电机的两相偏移 90°，而无刷直流电机的三相偏移 120°。）这种方法称为伺服步进或闭环步进电机控制。对于步进电机的伺服控制，驱动器不是为电机提供全电流以产生运动，而是来自编码器的反馈检测轴位置，并且控制回路（通常为 PID 回路）确定轴需要的准确转矩跟随移动配置文件。换句话说，电机由转矩指令驱动，而不是由电流脉冲驱动。
闭环步进电机器
因为它只提供实现移动曲线所需的电流，伺服控制方法比其他步进控制方法产生更高的效率。更高的效率意味着更少的热量和更长的电机寿命。伺服控制还消除了困扰其他控制方法的共振问题，在低速下提供高扭矩，并允许电机使用其全部额定扭矩而不受拉出扭矩的限制。尽管比开环系统更复杂，但对步进电机实施伺服控制的要求仍然低于实施全伺服系统。请注意，还有另一种闭环步进电机控制方法，通常称为无传感器控制。在这种方法中，没有反馈装置；相反，控制器使用间接方法（例如测量反电动势）来确定转子位置。然而，无传感器控制难以实施，并且不能提供关于电机估计位置的高度确定性。 使用闭环控制的步进电机系统占步进电机应用的一小部分，但如果位置丢失可能对应用造成灾难性的影响，但系统需要低速下的高扭矩、相对简单的架构和相对较低的成本（与一个真正的伺服电机系统）闭环步进电机器可能是合适的解决方案。
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