1. 步进电机闭环控制系统设计
一种方法是：改变控制系统的方向信号；
另一种方法则可通过调整步进电机的接线来改变方向。
具体做法如下：
1、对于两相电机，只需将其中一相的电机线交换接入步进电机驱动器即可，如A+和A-交换。
2、对于三相电机，不能将其中一相的电机线交换，而应顺序交换其中的两相，如把A+和B+交换，A-和B-交换。
2. 步进电机控制系统组成
步进电动机的控制电源由以下部分组成：
1、AC/DC转换和稳压部分；起到交流电源的交流转直流的转换功能，并兼具稳压的作用。
2、DC总线的全桥供电部分；步进电机需要正反转，必须要有安全可靠的换向电路，这里就是完成这个功能。
3、全桥的驱动电路的驱动部分；全桥电路的工作与换向，需要前级的逻辑信号控制，所以，这里有一个逻辑的接口电路来实现。
3. 闭环步进电机使用方法
开环和闭环都是控制方面经常使用的术语。开环控制就是没有反馈系统的控制，比方你家使用的调光台灯，旋钮调节到哪里就是哪里，感觉不对可以再次调节一下。
闭环控制，一般由人们设定目标，由电路自己的检测电路实行反馈检测数据。达到跟踪设定的操作过程就叫做闭环控制。比方自己家的空调系统，就是一个闭环的控制，高级的在遥控手柄这方面检测室内温度，做一个比较大的闭环控制。中央空调更是需要使用更高一个等级的闭环控制才能够保持若干部位的均衡温度
步进电机和伺服电机的区别在于：
1、控制精度不同。步进电机的相数和拍数越多，它的精确度就越高，伺服电机取块于自带的编码器，编码器的刻度越多，精度就越高。
2、控制方式不同；一个是开环控制，一个是闭环控制。
3、低频特性不同；步进电机在低速时易出现低频振动现象，当它工作在低速时一般采用阻尼技术或细分技术来克服低频振动现象，伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点便于系统调整。
4、矩频特性不同；步进电机的输出力矩会随转速升高而下降，交流伺服电机为恒力矩输出，
5、过载能力不同；步进电机一般不具有过载能力，而交流电机具有较强的过载能力。
6、运行性能不同；步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
7、速度响应性能不同；步进电机从静止加速到工作转速需要上百毫秒，而交流伺服系统的加速性能较好，一般只需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合
1.步进电机本身价格便宜，且国产品性能也不错。 2.系统一般是开环的，这经济上就更省些。但不能失步工作。 3.步进电机系统基本都是国产的，控制器基本都是单片机系统，成本低。 但车螺纹要在主轴上有旋转光栅或其它附件
4. 步进电机闭环控制系统设计图
用个带脉冲输出的PLC就行，带运动控制命令的PLC更好。如果要做闭环的话还需要在你要检测位置的那个轴上装编码器，有的时候步进电机的输出轴并不一定就是你最后所需要精确定位的轴。编码器一定要装到需要定位的那个轴上。其他就是PLC里程序的任务了，设定好输出多少个脉冲，然后跟编码器上检测到的脉冲比较，程序里设定好如何补偿就行了。
运动控制器其实就是个建议的频率发生器，一般就用来做简单运动控制的，如果PLC有足够的频率输出端口，就没必要再加一个运动控制器了。
步进电机本身就可以根据脉冲来准确定位，所以如果系统要求不是很严格的话，可以在几个重要的位置放置几个接近开关或者行程开关，用来检测电机是否正常工作。这样要比用编码器反馈简单一些。
5. 步进电机 闭环控制
步进电机的闭环控是把步进电机的转动角度反馈给驱动电路，以检测是不是该走的每一步都走了，就是为了防止丢步。
出现丢步时可以再补上，也可报警，这就由设计者拿主意了。
6. 步进电机开环控制与闭环控制
伺服的通俗意义是输出能够尽可能快速准确的跟踪输入指令，即为伺服。这是控制方式。而电机是执行机构，至于它干的是不是伺服的活，取决于你怎么用。
开环，闭环也是一样，你提到的四种电机都可用于开环或闭环，如果一定要选一个最常用的，那就是步进电机了，因为他就是为数字化开环控制而设计的，呵呵。
7. 步进电机闭环控制系统设计方案
步进电机的控制策略：
1、PID控制
PID控制作为一种简单而实用的控制方法,在步进电机驱动中获得了广泛的应用。它根据给定值r(t)与实际输出值c(t)构成控制偏差e(t),将偏差的比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。文献将集成位置传感器用于二相混合式步进电机中,以位置检测器和矢量控制为基础,设计出了一个可自动调节的PI速度控制器,此控制器在变工况的条件下能提供令人满意的瞬态特性。文献根据步进电机的数学模型,设计了步进电机的PID控制系统,采用PID控制算法得到控制量,从而控制电机向指定位置运动。最后,通过仿真验证了该控制具有较好的动态响应特性。采用PID控制器具有结构简单、鲁棒性强、可靠性高等优点,但是它无法有效应对系统中的不确定信息。
目前,PID控制更多的是与其他控制策略相结合,形成带有智能的新型复合控制。这种智能复合型控制具有自学习、自适应、自组织的能力,能够自动辨识被控过程参数,自动整定控制参数,适应被控过程参数的变化,同时又具有常规PID控制器的特点。
2、自适应控制
自适应控制是在20世纪50年代发展起来的自动控制领域的一个分支。它是随着控制对象的复杂化,当动态特性不可知或发生不可预测的变化时,为得到高性能的控制器而产生的。其主要优点是容易实现和自适应速度快,能有效地克服电机模型参数的缓慢变化所引起的影响,是输出信号跟踪参考信号。文献研究者根据步进电机的线性或近似线性模型推导出了全局稳定的自适应控制算法,这些控制算法都严重依赖于电机模型参数。文献将闭环反馈控制与自适应控制结合来检测转子的位置和速度,通过反馈和自适应处理,按照优化的升降运行曲线,自动地发出驱动的脉冲串,提高了电机的拖动力矩特性,同时使电机获得更精确的位置控制和较高较平稳的转速。
目前,很多学者将自适应控制与其他控制方法相结合,以解决单纯自适应控制的不足。文献设计的鲁棒自适应低速伺服控制器,确保了转动脉矩的最大化补偿及伺服系统低速高精度的跟踪控制性能。文献实现的自适应模糊PID控制器可以根据输入误差和误差变化率的变化,通过模糊推理在线调整PID参数,实现对步进电机的自适应控制,从而有效地提高系统的响应时间、计算精度和抗干扰性。
3、矢量控制
矢量控制是现代电机高性能控制的理论基础,可以改善电机的转矩控制性能。它通过磁场定向将定子电流分为励磁分量和转矩分量分别加以控制,从而获得良好的解耦特性,因此,矢量控制既需要控制定子电流的幅值,又需要控制电流的相位。由于步进电机不仅存在主电磁转矩,还有由于双凸结构产生的磁阻转矩,且内部磁场结构复杂,非线性较一般电机严重得多,所以它的矢量控制也较为复杂。文献[8]推导出了二相混合式步进电机d-q轴数学模型,以转子永磁磁链为定向坐标系,令直轴电流id=0,电动机电磁转矩与iq成正比,用PC机实现了矢量控制系统。系统中使用传感器检测电机的绕组电流和转自位置,用PWM方式控制电机绕组电流。文献推导出基于磁网络的二相混合式步进电机模型,给出了其矢量控制位置伺服系统的结构,采用神经网络模型参考自适应控制策略对系统中的不确定因素进行实时补偿,通过最大转矩/电流矢量控制实现电机的高效控制。
4、智能控制的应用
智能控制不依赖或不完全依赖控制对象的数学模型,只按实际效果进行控制,在控制中有能力考虑系统的不确定性和精确性,突破了传统控制必须基于数学模型的框架。目前,智能控制在步进电机系统中应用较为成熟的是模糊逻辑控制、神经网络和智能控制的集成。
4.1模糊控制
模糊控制就是在被控制对象的模糊模型的基础上,运用模糊控制器的近似推理等手段,实现系统控制的方法。作为一种直接模拟人类思维结果的控制方式,模糊控制已广泛应用于工业控制领域。与常规控制相比,模糊控制无须精确的数学模型,具有较强的鲁棒性、自适应性,因此适用于非线性、时变、时滞系统的控制。文献[16]给出了模糊控制在二相混合式步进电机速度控制中应用实例。系统为超前角控制,设计无需数学模型,速度响应时间短。
4.2神经网络控制
神经网络是利用大量的神经元按一定的拓扑结构和学习调整的方法。它可以充分逼近任意复杂的非线性系统,能够学习和自适应未知或不确定的系统,具有很强的鲁棒性和容错性,因而在步进电机系统中得到了广泛的应用。文献将神经网络用于实现步进电机最佳细分电流,在学习中使用Bayes正则化算法,使用权值调整技术避免多层前向神经网络陷入局部极小点,有效解决了等步距角细分问题。
8. 步进电机开环控制系统设计
HB步进电机就是混合式步进电机。
混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点，分为两相和五相，两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度，这种步进电机的应用最为广泛。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。