步进电机是一种常用于精密位置和速度控制的元件。开环和闭环则是两种控制方式。开环控制也叫做定速控制,控制信号信赖于步进电机输出的位置,因此开环控制缺少对电机的确切位置和速度的反馈,控制精度较低,并且非常容易受到外部干扰。闭环控制则更加高效、准确。在闭环控制中,控制系统会对电机的位置和速度进行反馈,从而调整输出信号,使其更符合设定的目标参数,也就是控制误差越接近于零。
在开环控制下,步进电机的响应速度相对比较慢,且容易发生失步现象。当输出负载变化时,速度也会出现不同程度的波动。这是因为,开环控制只考虑了目标输出信号,而未对实际输出进行检测,因此控制精度和反应速度较低。在实际应用中,为了避免这种情况,需要设置比较大的余量,这样就会降低整个系统的效率。相反,闭环控制会对电机输出的实际位置和速度进行反馈,反应的速度快,控制精度高,因此可以更快地响应外界变化,避免失步。
开环控制可以实现简单的控制,但是由于信号只从一个方向传递,无法对实际输出进行反馈,因此无法保证系统的稳定性和精度。而闭环控制随时对电机输出位置和速度进行反馈控制,使其能够更好地保证输出的精度和稳定性。由于闭环控制充分考虑了系统的实际反馈信息,因此可以更准确地控制其位置和速度。
根据其控制精度和速度等差异,开环和闭环控制在应用领域上也有差别。在一些对控制精度要求不高,或者负载量变化不大的场合,开环控制已经足够满足需要。例如,它可以运用在笔记本电脑的DVD光驱等领域。但在这些对精度要求较高的场合,如工业自动化和精密机械等领域,为了提高控制的精度和稳定性,闭环控制则是更为理想的选择。比如,在半导体工厂、光学仪器等高精度领域中,步进电机的闭环控制已经成为了主流的控制方式。