一、pwm信號(hào)可以控制步進(jìn)電機(jī)嗎？

是的，PWM信號(hào)可以用來控制步進(jìn)電機(jī)。

步進(jìn)電機(jī)通常需要一個(gè)脈沖信號(hào)來控制它們旋轉(zhuǎn)的步數(shù)和方向。PWM信號(hào)可以通過改變信號(hào)的占空比來模擬這種脈沖信號(hào)，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。

具體來說，PWM信號(hào)的占空比可以表示為高電平時(shí)間占整個(gè)周期時(shí)間的比例。在控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，PWM信號(hào)的高電平時(shí)間應(yīng)該與步進(jìn)電機(jī)所需的脈沖時(shí)間相匹配，以確保步進(jìn)電機(jī)按照所需的步數(shù)和方向旋轉(zhuǎn)。

需要注意的是，不同類型的步進(jìn)電機(jī)可能需要不同類型的控制器和控制方式，因此在使用PWM信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)時(shí)，需要根據(jù)具體的步進(jìn)電機(jī)類型和規(guī)格進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置和調(diào)試。

二、如何控制步進(jìn)電機(jī)？

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的一種控制電機(jī)。在未超載的情況下，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于輸入脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。也就是說給步進(jìn)電機(jī)使加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。所以，步進(jìn)電機(jī)是一種線性控制器件，而且步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而沒有累積誤差。這樣在速度、位置等控制領(lǐng)域，采用步進(jìn)電機(jī)可以使控制變的非常簡(jiǎn)單。

步進(jìn)電機(jī)有三種類型：永磁式（PM） ，反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。

永磁式一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度 或15度；

反應(yīng)式一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大，已被逐漸淘汰；

混合式步進(jìn)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。

雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此使用步進(jìn)電機(jī)要涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。

三、步進(jìn)電機(jī)？如何控制？

本文將為您介紹步進(jìn)電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括其工作原理、構(gòu)造、控制方法、用途、類型及其優(yōu)缺點(diǎn)。

步進(jìn)電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

步進(jìn)電機(jī)是一種通過步進(jìn)（即以固定的角度移動(dòng)）方式使軸旋轉(zhuǎn)的電機(jī)。其內(nèi)部構(gòu)造使它無需傳感器，通過簡(jiǎn)單的步數(shù)計(jì)算即可獲知軸的確切角位置。這種特性使它適用于多種應(yīng)用。

步進(jìn)電機(jī)工作原理

與所有電機(jī)一樣，步進(jìn)電機(jī)也包括固定部分（定子）和活動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）。定子上有纏繞了線圈的齒輪狀突起，而轉(zhuǎn)子為 永磁體或可變磁阻鐵芯。稍后我們將更深入地介紹不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。圖1顯示的電機(jī)截面圖，其轉(zhuǎn)子為可變磁阻鐵芯。

步進(jìn)電機(jī)的基本工作原理為：給一個(gè)或多個(gè)定子相位通電，線圈中通過的電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子會(huì)與該磁場(chǎng)對(duì)齊；依次給不同的相位施加電壓，轉(zhuǎn)子將旋轉(zhuǎn)特定的角度并最終到達(dá)需要的位置。圖2顯示了其工作原理。首先，線圈A通電并產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子與該磁場(chǎng)對(duì)齊；線圈B通電后，轉(zhuǎn)子順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°以與新的磁場(chǎng)對(duì)齊；線圈C通電后也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況。下圖中定子小齒的顏色指示出定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向。

步進(jìn)電機(jī)的類型與構(gòu)造

步進(jìn)電機(jī)的性能（無論是分辨率/步距、速度還是扭矩）都受構(gòu)造細(xì)節(jié)的影響，同時(shí)，這些細(xì)節(jié)也可能會(huì)影響電機(jī)的控制方式。實(shí)際上，并非所有步進(jìn)電機(jī)都具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（或構(gòu)造），因?yàn)椴煌姍C(jī)的轉(zhuǎn)子和定子配置都不同。

轉(zhuǎn)子

步進(jìn)電機(jī)基本上有三種類型的轉(zhuǎn)子：

• 永磁轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子為永磁體，與定子電路產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)齊。這種轉(zhuǎn)子可以保證良好的扭矩，并具有制動(dòng)扭矩。這意味著，無論線圈是否通電，電機(jī)都能抵抗（即使不是很強(qiáng)烈）位置的變化。但與其他轉(zhuǎn)子類型相比，其缺點(diǎn)是速度和分辨率都較低。圖3顯示了永磁步進(jìn)電機(jī)的截面圖。

• 可變磁阻轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子由鐵芯制成，其形狀特殊，可以與磁場(chǎng)對(duì)齊（請(qǐng)參見圖1和圖2）。這種轉(zhuǎn)子更容易實(shí)現(xiàn)高速度和高分辨率，但它產(chǎn)生的扭矩通常較低，并且沒有制動(dòng)扭矩。
• 混合式轉(zhuǎn)子：這種轉(zhuǎn)子具有特殊的結(jié)構(gòu)，它是永磁體和可變磁阻轉(zhuǎn)子的混合體。其轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)軸向磁化的磁帽，并且磁帽上有交替的小齒。這種配置使電機(jī)同時(shí)具有永磁體和可變磁阻轉(zhuǎn)子的優(yōu)勢(shì)，尤其是具有高分辨率、高速度和大扭矩。當(dāng)然更高的性能要求意味著更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和更高的成本。圖3顯示了這種電機(jī)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化示意圖。線圈A通電后，轉(zhuǎn)子N磁帽的一個(gè)小齒與磁化為S的定子齒對(duì)齊。與此同時(shí)，由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子S磁帽與磁化為N的定子齒對(duì)齊。盡管步進(jìn)電機(jī)的工作原理是相同的，但實(shí)際電機(jī)的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，齒數(shù)要比圖中所示的更多。大量的齒數(shù)可以使電機(jī)獲得極小的步進(jìn)角度，小至0.9°。

定子

定子是電機(jī)的一部分，負(fù)責(zé)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子與之對(duì)齊的磁場(chǎng)。定子電路的主要特性與其相數(shù)、極對(duì)數(shù)以及導(dǎo)線配置相關(guān)。 相數(shù)是獨(dú)立線圈的數(shù)量，極對(duì)數(shù)則表示每相占用的主要齒對(duì)。兩相步進(jìn)電機(jī)最常用，三相和五相電機(jī)則較少使用（請(qǐng)參見圖5和圖6）。

步進(jìn)電機(jī)的控制

從上文我們知道，電機(jī)線圈需要按特定的順序通電，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子將與之對(duì)齊的磁場(chǎng)。可以向線圈提供必要的電壓以使電機(jī)正常運(yùn)行的設(shè)備有以下幾種（從距離電機(jī)更近的設(shè)備開始）：

• 晶體管橋：從物理上控制電機(jī)線圈電氣連接的設(shè)備。晶體管可以看作是電控?cái)嗦菲鳎]合時(shí)線圈連接到電源，線圈中才有電流通過。每個(gè)電機(jī)相位都需要一個(gè)晶體管電橋。
• 預(yù)驅(qū)動(dòng)器：控制晶體管激活的設(shè)備，它由MCU控制以提供所需的電壓和電流。
• MCU：通常由電機(jī)用戶編程控制的微控制器單元，它為預(yù)驅(qū)動(dòng)器生成特定信號(hào)以獲得所需的電機(jī)行為。

圖7為步進(jìn)電機(jī)控制方案的簡(jiǎn)單示意圖。預(yù)驅(qū)動(dòng)器和晶體管電橋可以包含在單個(gè)設(shè)備中，即驅(qū)動(dòng)器。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器類型

市面上有各種不同的 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它們針對(duì)特定應(yīng)用具有不同的功能。但其最重要的特性之一與輸入接口有關(guān)，最常見的幾種輸入接口包括：

• Step/Direction （步進(jìn)/方向） –在Step引腳上發(fā)送一個(gè)脈沖，驅(qū)動(dòng)器即改變其輸出使電機(jī)執(zhí)行一次步進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向則由Direction引腳上的電平來決定。
• Phase/Enable（相位/使能） –對(duì)每相的定子繞組來說，Enable決定該相是否通電， Phase決定該相電流方向，。
• PWM – 直接控制上下管FET的柵極信號(hào)。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的另一個(gè)重要特性是，除了控制繞組兩端的電壓，它是否還可以控制流過繞組的電流：

• 擁有電壓控制功能，驅(qū)動(dòng)器可以調(diào)節(jié)繞組上的電壓，產(chǎn)生的扭矩和步進(jìn)速度僅取決于電機(jī)和負(fù)載特性。
• 電流控制驅(qū)動(dòng)器更加先進(jìn)，因?yàn)樗鼈兛梢哉{(diào)節(jié)流經(jīng)有源線圈的電流，更好地控制產(chǎn)生的扭矩，從而更好地控制整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。

單極/雙極電機(jī)

另一個(gè)可能對(duì)電機(jī)控制產(chǎn)生影響的特性是其定子線圈的布置，它決定了電流方向的變化方式。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)，不僅要給線圈通電，還要控制電流的方向，而電流方向決定了線圈本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向（見圖8）。

步進(jìn)電機(jī)可以通過兩種不同的方法來控制電流的方向。

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四、如何用Python 控制步進(jìn)電機(jī)？

如果你的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有RS232或RS485端口的話，直接使用python控制PC的COM口發(fā)送數(shù)據(jù)控制就好了。

五、三菱PLC如何控制步進(jìn)電機(jī)？

三菱PLC控制步進(jìn)電機(jī)的方法：

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的脈沖端，分別接到PLC的脈沖輸出端Y0，方向端接PLC任意輸出端Y3；

然后是編程，PLSY發(fā)脈沖即可 [PLSY D100 D110 Y0], D100存放脈沖頻率, D110存放脈沖數(shù)，用Y3控制方向，三菱PLC控制步進(jìn)電機(jī)成功。

六、三菱plc控制步進(jìn)電機(jī)程序？

下面是三菱 PLC 控制步進(jìn)電機(jī)的程序：

1. 確認(rèn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及端子電路。

2. 設(shè)置輸出模塊為高電平部分的輸出方式，“1”為正轉(zhuǎn)，“0”為反轉(zhuǎn)。

3. 將脈沖輸出模塊的引線接入步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的控制端子中。

4. 首先對(duì) PLC 進(jìn)行程序初始化，然后設(shè)置PLC的控制方式、輸入/輸出端口及編號(hào)。

```

LD K0 // 初始化

LD M100 // 設(shè)置控制方式

LD X0 // 設(shè)置輸入端口

LD Y0 // 設(shè)置輸出端口

```

5. 設(shè)定步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)和控制方式。例如，如果需要控制每個(gè)步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，可以使用以下代碼：

```

LD K10 // 步進(jìn)電機(jī)步數(shù)

LD M101 // 步進(jìn)控制方式

```

6. 設(shè)置方向，即控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。

```

LD M102 // 控制方向，"1"為正轉(zhuǎn)，"0"為反轉(zhuǎn)

```

7. 輸出控制信號(hào)，控制電機(jī)按照設(shè)定的步數(shù)和方向工作。

```

OUT Y0 // 輸出控制信號(hào)

```

8. 循環(huán)執(zhí)行以上步驟，直到需要停止電機(jī)運(yùn)行。

完整的程序如下：

```

LD K0 // 初始化

LD M100 // 設(shè)置控制方式

LD X0 // 設(shè)置輸入端口

LD Y0 // 設(shè)置輸出端口

LD K10 // 步進(jìn)電機(jī)步數(shù)

LD M101 // 步進(jìn)控制方式

LD M102 // 控制方向

OUT Y0 // 輸出控制信號(hào)

// 此處為循環(huán)控制電機(jī)運(yùn)行的代碼

...

// 結(jié)束電機(jī)運(yùn)行的代碼

END // 程序結(jié)束

```

需要根據(jù)具體的電機(jī)和控制器進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

七、步進(jìn)電機(jī)位置閉環(huán)控制？

不邀自來，強(qiáng)答一個(gè)，我是用過閉環(huán)步進(jìn)的，但是是半閉環(huán)，編碼器在步進(jìn)電機(jī)的軸上的。

題主想要實(shí)現(xiàn)的是光柵尺全閉環(huán)，首先你要知道移動(dòng)單位長(zhǎng)度光柵尺輸出多少個(gè)脈沖，比如32000p/mm

然后再確定步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)副移動(dòng)單位距離的脈沖數(shù)，比如1.8度兩相步進(jìn)電機(jī)8細(xì)分5mm絲桿，那就是320p每mm

那么控制器需要對(duì)給步進(jìn)輸出的脈沖數(shù)和光柵尺反饋脈沖數(shù)做比較就好了，輸出320脈沖，應(yīng)該移動(dòng)1mm，那么光柵尺返回32000脈沖就對(duì)了，

如果不夠，失步，多了，過沖，失步就補(bǔ)，過沖就回來，完事兒了

不過，這都是馬后炮了，更高級(jí)的實(shí)現(xiàn)方法當(dāng)然是提高比較頻率，比如步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖每發(fā)出一個(gè)，進(jìn)行一次光柵尺反饋比較，然后立馬進(jìn)行糾偏

八、pwm波是怎樣驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的，為什么驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)需要pwm波？

直流電機(jī)是pwm控制的，步進(jìn)電機(jī)是有輪流脈沖給脈沖來實(shí)現(xiàn)步進(jìn)。

九、三菱PLC控制步進(jìn)電機(jī)的程序？

以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的基于三菱PLC（FX系列）控制步進(jìn)電機(jī)的程序示例：

```

LD W0 ; 檢測(cè)輸入信號(hào)

OUT (Y0) ; 輸出到Y(jié)0口，控制電機(jī)使能

LD K4 ; 設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)

MOV K4 D0 ; 將脈沖數(shù)K4傳遞給D0寄存器

MOV D0 D1 ; 復(fù)制脈沖數(shù)到D1寄存器

MOV D1 D2 ; 復(fù)制脈沖數(shù)到D2寄存器

MOV D2 D3 ; 復(fù)制脈沖數(shù)到D3寄存器

LD D1 ; 檢測(cè)D1寄存器值

OUT (Y1) ; 輸出到Y(jié)1口，控制步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生脈沖

BEGIN

    SUB D2 K1 ; 將D2寄存器減去常數(shù)值K1（每次脈沖產(chǎn)生后，減一）

    TON K2 ; 定時(shí)器開啟，用于產(chǎn)生脈沖信號(hào)時(shí)的延遲，K2為設(shè)定的延時(shí)時(shí)間

    LD D2 ; 檢測(cè)D2寄存器值

    OUT (Y1) ; 輸出到Y(jié)1口，產(chǎn)生下一個(gè)脈沖

    LD (K3) ; 讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值

    ADD K1 ; 將計(jì)數(shù)器值加上常數(shù)值K1（每次脈沖產(chǎn)生后，加一）

    MOV D1 D2 ; 將D1寄存器值復(fù)制到D2寄存器

    MOV D2 D3 ; 將D2寄存器值復(fù)制到D3寄存器

    LD D2 ; 檢測(cè)D2寄存器值

    TON K2 ; 定時(shí)器開啟

    OUT (Y1) ; 輸出到Y(jié)1口，產(chǎn)生下一個(gè)脈沖

    LD (K3) ; 讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值

    ADD K1 ; 將計(jì)數(shù)器值加上常數(shù)值K1

    MOV D1 D2 ; 將D1寄存器值復(fù)制到D2寄存器

    MOV D2 D3 ; 將D2寄存器值復(fù)制到D3寄存器

    LD D2 ; 檢測(cè)D2寄存器值

    OUT (Y1) ; 輸出到Y(jié)1口，產(chǎn)生下一個(gè)脈沖

    LD (K3) ; 讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值

    ADD K1 ; 將計(jì)數(shù)器增加常數(shù)值K1

    MOV D1 D2 ; 將D1寄存器值復(fù)制到D2寄存器

    MOV D2 D3 ; 將D2寄存器值復(fù)制到D3寄存器

    LD D2 ; 檢測(cè)D2寄存器值

    TON K2 ; 定時(shí)器開啟

    OUT (Y1) ; 輸出到Y(jié)1口，產(chǎn)生下一個(gè)脈沖

    LD (K3) ; 讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值

    ADD K1 ; 將計(jì)數(shù)器增加常數(shù)值K1

    MOV D1 D2 ; 將D1寄存器值復(fù)制到D2寄存器

    MOV D2 D3 ; 將D2寄存器值復(fù)制到D3寄存器

    LD D2 ; 檢測(cè)D2寄存器值

    DEC D0 ; 將D0寄存器減一

    JMP NZ BEGIN ; 如果D0寄存器不等于零，跳轉(zhuǎn)到BEGIN

    OUT (Y0) ; 輸出到Y(jié)0口，關(guān)閉電機(jī)使能

END

```

注意：此為簡(jiǎn)單示例程序，具體的程序代碼會(huì)根據(jù)具體的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)和控制需求而變化。請(qǐng)確保在實(shí)際應(yīng)用中正確配置輸入信號(hào)、輸出口、計(jì)數(shù)器等設(shè)置，并根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整延時(shí)時(shí)間和脈沖數(shù)。為確保安全和正確性，請(qǐng)?jiān)趯?shí)施前事先驗(yàn)證并測(cè)試該程序。 

十、三菱plc控制步進(jìn)電機(jī)的程序？

關(guān)于這個(gè)問題，以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的三菱PLC控制步進(jìn)電機(jī)的程序：

```

LD M100 // 檢查M100是否為1

MOV K1 D100 // 將常量1賦值給D100

CMP D0 D10 // 比較D0和D10的值

BNE L1 // 如果不相等，跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽L1

OUT Y0 K1 // 將常量1輸出到Y(jié)0口

JMP L2 // 無條件跳轉(zhuǎn)到標(biāo)簽L2

L1:

OUT Y0 K0 // 將常量0輸出到Y(jié)0口

L2:

END // 程序結(jié)束

```

在這個(gè)程序中，M100表示PLC中的一個(gè)輸入口，D100表示PLC中的一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，Y0表示PLC中的一個(gè)輸出口，K1和K0分別表示常量1和常量0。程序的邏輯是，如果M100為1并且D0等于D10，則輸出1到Y(jié)0口，否則輸出0到Y(jié)0口。這樣就可以控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。