Sé que los motores paso a paso generalmente se operan en sistemas de circuito abierto. Tengo curiosidad por saber por qué no suelen ser parte de los sistemas de circuito cerrado? Además, ¿por qué los métodos de control PID no se utilizan comúnmente con los motores paso a paso?
El punto principal de un motor paso a paso es que obtienes pasos discretos. Sin embargo, el costo es de mayor tamaño y menor eficiencia que un motor continuo del mismo par. Los motores paso a paso también tienen una velocidad superior baja.
La ventaja de los pasos discretos puede superar las diversas desventajas cuando el sistema se puede controlar en bucle abierto. Si vas a proporcionar comentarios y cerrar el bucle de todos modos, entonces los motores paso a paso te ofrecen lo peor de ambos mundos. También puede utilizar un codificador de posición con retroalimentación o un motor con retroalimentación de posición (como algunos DC sin escobillas con sensores Hall).
Como Dmitry señaló en un comentario, un bucle de control alrededor de algo que solo puede ajustarse en pasos discretos puede fácilmente conducir a la oscilación. El sistema se interrumpirá continuamente entre los dos pasos adyacentes a la respuesta exacta si hay alguna respuesta I no amortiguada. Cuando los pasos discretos son mecánicos, eso puede causar un mayor consumo de energía, desgaste en las piezas y una experiencia indeseable para el usuario.
Esto no es particularmente raro. En sistemas industriales, los motores paso a paso con retroalimentación de encoder son relativamente comunes. Y para los aficionados, hay por ejemplo el proyecto Mechaduino .
Hay varios beneficios al usar la retroalimentación con motores paso a paso:
El único inconveniente en comparación con los sistemas paso a paso de bucle abierto es el precio. Sin embargo, el competidor real son los motores BLDC de circuito cerrado, que tienen ventajas sobre los steppers de circuito cerrado:
Esta es la razón por la que en los proyectos industriales los motores BLDC se están volviendo cada vez más comunes en los sistemas de circuito cerrado. Sin embargo, para los aficionados, los motores paso a paso con un alto par de torsión a menudo pueden ser más económicos que los BLDC con un par similar, y también es una actualización mecánica del motor paso a paso normal.
Siempre que no te pierdas un paso , un motor paso a paso debería darte un movimiento determinista. Puede ejecutarlo N pasos hacia adelante y N pasos hacia atrás y estará en el mismo lugar. Esto se debe a que los pasos son discretos.
Los problemas surgen si se atasca o si intentas conducirlo demasiado rápido. Muchos sistemas tienen un medio simple de restablecer a un estado conocido a través de un interruptor de límite. p.ej. las unidades de disquete tienen un sensor de "pista 0"; en la inserción, la computadora moverá la cabeza hacia atrás y hacia adelante hasta que encuentre la pista 0.
He trabajado con sistemas que lograron posiciones y tasas de rotación extremadamente precisas en microstepping stepper Motores que luego impulsaban un engranaje helicoidal unidireccional. La clave de ese sistema es un codificador lineal envuelto alrededor de la parte giratoria, que le proporciona un ciclo cerrado. Esto fue posicionar una rejilla de difracción en un espectrómetro.
Algunas etapas de microscopio motorizado también usan un codificador lineal cerca de la muestra. En esta aplicación, la carga o su apalancamiento pueden cambiar lo suficiente como para que el mecanismo se deforme o su contragolpe cambie, lo que significa que contar los pasos de un interruptor de referencia ya no proporciona una posición precisa. Esto puede o no puede ser usado en una configuración de bucle cerrado (es decir, es posible que solo queramos mostrar la posición con una precisión inferior a la micra, o podemos mover la muestra en tales pasos)
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