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步進驅動為什麼要采用外置光柵尺？
步進驅動外置光柵尺相較於伺服驅動調試簡便、成本低，廣泛應用於低速高扭矩、負載波動、機械傳動平台高精度末端定位、成本預算敏感的工業控製場景，如自動化設備、精密加工、機器人控製、計量儀器等。
（步進電機開環控製係統原理示意圖）
傳(chuan)統(tong)步(bu)進(jin)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)，脈(mai)衝(chong)指(zhi)令(ling)與(yu)傳(chuan)動(dong)平(ping)台(tai)末(mo)端(duan)位(wei)移(yi)的(de)最(zui)終(zhong)位(wei)置(zhi)可(ke)能(neng)並(bing)非(fei)是(shi)目(mu)標(biao)位(wei)置(zhi)，易(yi)受(shou)傳(chuan)動(dong)鏈(lian)誤(wu)差(cha)及(ji)負(fu)載(zai)擾(rao)動(dong)影(ying)響(xiang)而(er)產(chan)生(sheng)定(ding)位(wei)偏(pian)差(cha)。通(tong)過(guo)外(wai)置(zhi)光(guang)柵(zha)尺(chi)後(hou)，可(ke)直(zhi)接(jie)反(fan)饋(kui)負(fu)載(zai)的(de)實(shi)際(ji)位(wei)移(yi)，控(kong)製(zhi)器(qi)基(ji)於(yu)位(wei)置(zhi)誤(wu)差(cha)實(shi)時(shi)修(xiu)正(zheng)脈(mai)衝(chong)輸(shu)出(chu)，實(shi)現(xian)平(ping)台(tai)末(mo)端(duan)的(de)全(quan)閉(bi)環(huan)高(gao)精(jing)度(du)運(yun)動(dong)控(kong)製(zhi)。
（步進電機全閉環控製係統原理示意圖）
正運動12軸步進控製的光柵尺全閉環解決方案：ZMC412CL
為了解決這些問題，正運動推出12軸脈衝型網絡運動控製器ZMC412CL，支持多軸位置反饋閉環控製，並在運動過程中基於反饋誤差對脈衝指令進行實時修正，從而降低末端位置誤差與失步風險。
控製器采用FPGA實現底層運動控製與反饋信號高速采集處理，並提供統一API開發函數庫，用戶可進行二次開發快速構建閉環控製應用。方案在保留步進控製係統低成本、易集成、易調試優勢的同時，並將末端精度與係統可靠性提升至趨於脈衝伺服控製係統的應用水平。
步進電機的外置光柵尺全閉環解決方案
ZMC4係列高效的網口讀寫，PCIe/PCI係列卡可共享內存接口（MotionRT750係列產品共享內存的批量讀寫1-3us）；
內置反向間隙補償，雙向螺距補償，2D平麵補償；
開放的PT/PVT接口客戶可自定義加減速算法的二次編程；
支持正、負、零限位的硬限位設置和正負限位的軟限位設置；
控製器位置比較輸出最高精度可以精確到1個脈衝；
BissC編碼器的脈衝控製的全閉環；
ABZ差分編碼器的脈衝控製的全閉環。
通過RTSys示波器對比開環控製與全閉環控製效果
開環控製
閉環控製
測試發現：步進驅動器的閉環控製，運動過程中隨動誤差（規劃位置和光柵尺反饋位置的差值）除了啟動和停止以外大部分保持在0個脈衝當量左右，相比較開環控製有較大的提升，當運動結束時光柵尺的反饋位置和指令規劃位置也是相等的。
總結：在相同速度/加速度與負載條件下，運動開始階段，兩種方案均有振蕩。開環控製方案在運動階段峰值誤差更大、振蕩衰減過程更長，表明末端誤差受傳動鏈與機構動態影響更明顯。
引入光柵尺全閉環後，係統以負載真實位移為反饋量，隨動誤差峰值降低且誤差收斂更快、穩定時間更短。結果說明全閉環可有效抑製傳動誤差、間隙與擾動引起的末端偏差。
ZMC412CL脈衝型網絡控製器硬件信息
本身支持12軸，最多可擴展至32軸。
24路通用數字量輸入，8路高速鎖存，12路通用數字量輸出，2路PWM輸出和4路PSO硬件比較輸出。
支持2路模擬量輸出DA。
支持RS232、RS485、CAN總線以及EtherNET網口等通訊接口。
以太網接口，可實現生產線或係統的遠程控製、集散控製。
兼容步進、馬達、伺服等常見電機，可以實現直線插補、圓弧插補、螺旋插補等平麵和空間軌跡控製要求。
支持開環、半閉環與全閉環控製下的相對/絕對運動、點動、用戶坐標係運動及多軸聯動等功能。
集成ABZ增量式與SSI/BissC絕對式編碼器反饋接口，支持步進半閉環/全閉環控製，同時支持雙反饋（電機端編碼器 + 光柵尺）閉環控製。
可通過RTSys IDE開發環境的API接口使用各種環境與上位機語言進行運動控製項目代碼的編程、測試、調試與配置。
（純國產IDE開發環境RTSys）
（可調用統一API函數庫進行開發）
正運動技術專注於運動控製技術研究和通用運動控製軟硬件產品的研發，是國家級高新技術企業。正運動技術彙集了來自華為、中zhong興xing等deng公gong司si的de優you秀xiu人ren才cai，在zai堅jian持chi自zi主zhu創chuang新xin的de同tong時shi，積ji極ji聯lian合he各ge大da高gao校xiao協xie同tong運yun動dong控kong製zhi基ji礎chu技ji術shu的de研yan究jiu，是shi國guo內nei工gong控kong領ling域yu發fa展zhan最zui快kuai的de企qi業ye之zhi一yi，也ye是shi國guo內nei少shao有you、完整掌握運動控製核心技術和實時工控軟件平台技術的企業。主要業務有：運動控製卡_運動控製器_EtherCAT運動控製卡_EtherCAT控製器_運動控製係統_視覺控製器__運動控製PLC_運動控製_機器人控製器_視覺定位_XPCIe/XPCI係列運動控製卡等等。
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