步進電機本質上是開環設備。它們不需要反饋，因為驅動器傳遞的每個電流脈沖等于電動機的一個步長(對于微步進，則等于一小部分步長)。加上較小的步長(或步距角)，就可以非常精確地確定電動機的位置，而無需反饋裝置和復雜的控制方案。
因此，如果可以在開環系統中確定步進電動機的位置，那么為什么還要增加步進電動機的閉環控制成本和復雜性呢?
具有閉環控制的步進電機可以替代伺服電機。
因為只有在電動機失步的情況下，才可以準確了解電動機的位置。在現實世界中，有多種情況可能會導致電動機失步或錯步–例如，機器卡紙阻止了電動機軸的旋轉。
為了應對這些可能性，步進電機通常尺寸過大，以應對扭矩尖峰，堵轉或其他異常情況，否則可能會導致電機錯過步距。但是，如果丟失的步驟可能對應用程序或過程有害，則另一種解決方案是在具有位置反饋的閉環系統中操作步進電機，以檢測并糾正定位錯誤。
步進電機通常有三種類型的閉環控制，每種類型提供不同級別的定位控制和復雜性。
失步補償：移動結束時進行無功位置校正
閉環步進系統的見類型是基于步進損耗補償，也稱為步進損耗控制或步進位置保持。在這種設置下，驅動器以微步進模式運行，編碼器跟蹤軸(或負載)的位置。如果檢測到失步，則根據命令位置(步數乘以步角)相對于編碼器讀取的實際位置，控制器將命令附加步，以使電動機(或負載)達到所需位置。
失步補償是步進電機的閉環方案，如上所述，它是泛采用的方法，但是它的主要缺點是，它僅補償運動結束時遺漏的步，而不是在整個運動過程中連續補償。移動個人資料。
負載位置控制：連續，實時的位置校正，無需復雜的控制
負載位置控制，也稱為閉環微步進，連續監視軸(或負載)位置并生成錯誤信號。在整個移動過程中，控制器使用此錯誤信號實時調整命令。
通過負載位置控制，該系統仍可在微步進模式下作為步進系統運行，但可以更精確地遵循運動曲線，而不是在運動過程中允許電動機偏離方向，并在運動結束時發出單個位置補償命令。
伺服控制：控制扭矩和位置
的閉環步進控制方法是將電動機作為兩相無刷(BLDC)電動機運行。(請注意，許多步進電機的兩相偏移90°，而無刷直流電機的三相相偏移120°。)此方法稱為伺服步進或閉環步進控制。
使用步進電機的伺服控制，而不是驅動器向電機提供全電流以產生運動，編碼器的反饋會檢測到軸的位置，然后由控制環(通常為PID環)確定軸跟隨所需的確切扭矩移動配置文件。換句話說，電動機是通過轉矩指令而不是電流脈沖來驅動的。
步進電機的閉環伺服控制示意圖。
因為它僅提供實現運動曲線所需的電流，所以伺服控制方法比其他步進控制方法具有更高的效率。更高的效率意味著更少的熱量和更長的電機壽命。伺服控制還消除了困擾其他控制方法的共振問題，在低速時提供高轉矩，并允許電動機使用其全額定轉矩而不受拉出轉矩的限制。而且，盡管比開環系統復雜，但是與實施完整的伺服系統相比，對步進電機實施伺服控制的要求仍然較低。
請注意，還有另一種閉環步進控制方法，通常稱為無傳感器控制。這種方法沒有反饋裝置。相反，控制器使用間接方式(例如測量反電動勢)來確定轉子位置。但是，無傳感器控制很難實施，并且無法提供有關電機估計位置的高度確定性。
使用閉環控制的步進電機系統僅占步進電機應用的一小部分，但是如果位置丟失可能會對應用造成災難性的影響，則該系統需要低速時高扭矩，相對簡單的結構以及相對較低的成本(與真正的伺服電機系統)，閉環步進器可能是最合適的解決方案。
