步进电机、伺服电机、舵机的理解

柔光的暖阳◎ 2023-02-28 05:28 89阅读 0赞

一、步进电机、伺服电机、舵机的定义跟区别

*  步进电机：步进电机一般叫做几线几相，其这里的线指的是绕线圈所用到的总线数。详细的介绍地址为：[第10章 步进电机控制][10_]  
    1、而`相`则是步进电机的线圈数量。例如：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdkYXNoaTg4OA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
    2、而`步进角`定义：  
    ![在这里插入图片描述][20200720141237137.jpg]  
    注意：从这里也可以看出，相数越多则电机精度也越高。  
    3、 而`普通电机励磁方式`为：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdkYXNoaTg4OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdkYXNoaTg4OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
    总结：从这里可以看出不同的通道方式，则步进电机表现出来的精度也不同，其中上面的计算的1.8度步进角是1相通电的方式得到的。这个通电方式会产生较大抖动，丢步的话就会出现打误差。而每个步进电机的齿间距是固定的，但是步进角不是固定的，它是跟运行时候的排数有关。四相的电机有四相四拍、四相八拍。其中五线四相步进电机的工作方式有：

`四相步进电机可以在:`
        - 四相单拍   : 通电顺序为 A-B-C-D
        - 四相双拍1  : 通电顺序为 AB-BC-CD-DA
        - 四相双拍2  : 通电顺序为 AC-BC-BD-DA
        - 四相八拍   : 通电顺序为 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A
    `四种工作方式下工作。`

下面是`拍数跟步进角`的关系：

以基本步bai距角1.8°的步进电机为例（du现在市场上常规的二、四相混合式步进电机基zhi本步距角都是1.8°），四相dao八拍运行方式下，每接收一个脉冲信号，转过0.9°，如果每秒钟接收400个脉冲，那么转速为每秒400X0.9°=360°，相当与每秒钟转一圈，每分钟60转。
    
    四相步进电机有两种运行方式，一、四相四拍；二、四相八拍。
    
    要想搞清楚四相八拍运行方式下步进电机的转速如果计算，需要先清楚两个基本概念。
    
    1、拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
    
    2、步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。θ=360度（转子齿数J*运行拍数），以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/（50*4）=1.8度（俗称整步），八拍运行时步距角为θ=360度/（50*8）=0.9度（俗称半步）。

4、驱动板细分：  
从上面的1-2相通电，方式可以对步进电机起到一个二细分的作用给，即把原先4个步骤走7.2度的变为8步走7.2度。但是这个还达不到我们一些运行文档要求，这个时候可以通过控制每步运行在对应相的电路来实现控制转过的角度，有的驱动芯片可以自动实现这个功能，例如：`DRV8825`。  
具体驱动电脑细分介绍地址：[基于DRV8825的步进电机驱动][DRV8825]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdkYXNoaTg4OA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

*  伺服电机：  
    其根步进电机比较相似，可以大致理解为加了闭环反馈控制电路的步进电机，而步进电机是开环的，存在丢步问题。伺服电机的控制精度更高。
 *  舵机：  
    其是有位置感知步进的，其里面是用电位器来感知自己转过的角度跟位置。

[10_]: https://wenku.baidu.com/view/d206f7b858eef8c75fbfc77da26925c52dc5915b.html
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[DRV8825]: https://www.cnblogs.com/watson8544/p/5644796.html
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