大部分基于步進電機的運動控制系統(tǒng)運行在開環(huán)狀態(tài)下，因此能夠提供低成本的解決方案。但是當步進電機以開環(huán)方式驅(qū)動負載時，在指令步與實際步之間存在丟步的可能性。為了避免這種可能的發(fā)生，閉環(huán)步進伺服系統(tǒng)應用而生。
閉環(huán)步進伺服系統(tǒng)作為傳統(tǒng)開環(huán)步進系統(tǒng)的創(chuàng)新，為有更高安全性、可靠性或產(chǎn)品質(zhì)量要求的應用提供了高性價比的選擇。在步進電機后面安裝一個位置反饋裝置或以某種間接參數(shù)檢測位置的方式形成象伺服系統(tǒng)一樣的閉環(huán)，以較驗或控制失步，檢測電機堵轉(zhuǎn)，并保證了電機以更高的速度、精度與更大的有效力矩輸出。閉環(huán)步進伺服系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點：
1.大大提升步進電機的有效轉(zhuǎn)矩與速度，進一步拓寬步進電機的應用范圍
在相同的電壓與電流控制條件下，相對于傳統(tǒng)的開環(huán)步進系統(tǒng)，閉環(huán)步進伺服系統(tǒng)的速度范圍可在0.1-3000RPM平滑運行，有效轉(zhuǎn)矩提升到保持轉(zhuǎn)矩的60%以上，溫度與噪音同時降低。
2.實現(xiàn)設備的高速化與小型化
a. 高加減速響應、高速精密定位
在步進電機90度短行程正反轉(zhuǎn)的情況下，T型加減速度可達1000rad/s/s,速度可達800rpm,定位時間<80ms,1分鐘往返頻率可達700次以上，仍可保證目標位置精確定位。
b. 系統(tǒng)小型化
由于步進電機在低速的時候有較大的轉(zhuǎn)矩，與常規(guī)的伺服電機相比，在低速旋轉(zhuǎn)區(qū)可使用較大的連續(xù)轉(zhuǎn)矩，因此可實現(xiàn)系統(tǒng)尺寸的小型化。
3. 零速完全停止運轉(zhuǎn)
由于步進電機停止時具有保持轉(zhuǎn)矩特性，不像伺服系統(tǒng)停止時還有微振動，因此可實現(xiàn)電機完全停止運轉(zhuǎn)，以提高運動系統(tǒng)的重復定位精度。
4. 高分辨率
500，1000，2000，4000，5000，20000P/R編碼器分辨率可選，可達80000個脈沖每轉(zhuǎn)的位置指令分辨率。
5. 減少電機發(fā)熱、實現(xiàn)高效率
由于采用閉環(huán)正弦波矢量控制，與伺服一樣，電機電流根據(jù)負載的大小來控制，因此能減少電機發(fā)熱、降低電機運行溫度，實現(xiàn)高效率。
閉環(huán)步進伺服系統(tǒng)的優(yōu)點