单、费用低的特点，使步进电动机的开环控制系统得以广泛的应用。
但是，
的开环控制无法避免步进电动机本身所固有的缺点，即共振、振荡、失
步和难以实现高速。另一方面，开环控制的步进电动机系统的精度要高于分级是很困难的，
其定位精度比较低。因此，在精度和稳定性标准要求比较高的系统中，就必须果用闭环控
制系统。
步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和（或）速度反馈来确定与转子位置相适应的
相位转换，可大大改进步进电动机的性能。
在闭环控制的
系统中，或可在具有给定精确度下跟踪和反馈时，扩大工作速
度范围，或可在给定速度下提高跟踪和定位精度，或可得到极限速度指标和极限精度指
标。步进电动机的闭环控制性能与开环控制性能相比，具有如下优点：
a．随着输出转矩的增加，二者的速度均以非线性形式下降，但是，闭环控制提高了矩
频特性。
b．闭环控制下，输出功率／转矩曲线得以提高，原因是，闭环下，电机励磁转换是以
转子位置信息为基础的，电流值决定于电机负载，因此，即使在低速度范围内，电流也
能够充分转换成转矩。
c．闭环控制下，效率一转矩曲线提高。
d．采用闭环控制，可得到比开环控制更高的运行速度，更稳定、更光滑的转速。
e.利用闭环控制，步进电动机可自动地、有效地被加速和减速。
f．闭环控制相对开环控制在快速性方面提高的定量评价，可借助比较Ⅳ步内通过某个
路径间隔的时间得出：
式中 n-步进电动机转换拍数(N>n)
g．应用闭环驱动，效率可增到 7.8 倍，输出功率可增到 3.3 倍，速度可增到 3.6 倍。
闭环驱动的
闭环驱
动具有步进电动机开环驱动和直流无刷伺服电机的优点。因此，在可靠性要求很高的位置
控制系统中，闭环控制的步进电动机将获得广泛应用。
3 编码器形式的步进电动机阕环控制系统
的闭环控制最早是采用编码器的形式，图 1 是其原理示意图。初始状态，系统
“
”
受一相或几相激磁而静止。开始工作后，先把目标位置送入减法计数器；然后， 起动 脉
“
”
冲信号加到控制单元上，控制单元在 起动 脉冲的作用下，立即把步进命令送入相序发
生器，使激磁变化一次，后续的脉冲则由编码器装置产生。编码器每产生一个脉冲，就对
法计数器减 1，因而，减法计数器记录的是实际的转子位置。当减法计数器的计数减至零
时，发出一个停止信号到控制单元，禁止以后的步进命令，系统停止工作。
对于低分辨率的步进电动机，通常使用一个开了槽的圆盘和光电传感器作为反馈编码
器的组合件，如图 2 所示，槽口的数目等于电机每转所走的步数。
对于高分辨率的步进电劭机，则需采用高分辨率的增量编码器，如旋转变压器增量编
码器，感应同步器增量编码器等。
由于反馈编码器价格昂贵，而且为了把编码器安放到步进电动机的轴上，要求系统具
有更大的体积，这二大缺陷限制了编码器形式的步进电动机闭环控制系统的应用。
4 波形检测形式的步进电动机闭环控制系统
波形检测形式的
闭环控制系统的原理是通过对步进电动机相电流或绕组反电
势（或绕组反电势所引起的电流）的检测，间接得到转子位置信息，反馈到控制单元产