可以將步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)不到整步。這個(gè)過程稱為微步進(jìn)，是通過調(diào)制通過繞組的電流來實(shí)現(xiàn)的，這樣轉(zhuǎn)子就可以定位在整步之間。設(shè)計(jì)人員幾乎可以為微步指定任何大小，因?yàn)椴介L僅受驅(qū)動(dòng)繞組電流的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 和放大器的分辨率的限制。1/256 甚至 1/1024 的分辨率并不少見。

實(shí)際上，對于大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)而言，如此精細(xì)的微步進(jìn)并不總能提高定位精度。許多其他因素會(huì)對性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

    微步中有幾個(gè)角度誤差。一個(gè)是電機(jī)本身的缺陷——機(jī)械和磁性——因?yàn)殡姍C(jī)沒有完美的正弦電流到位置傳遞函數(shù)。即使您向電機(jī)施加完美的正弦和余弦電流，運(yùn)動(dòng)也不是完美的線性。

    另一個(gè)誤差是步進(jìn)電機(jī)控制器的電流調(diào)節(jié)精度。典型的步進(jìn) IC 到滿量程電流的 5% 左右。此外，兩個(gè)通道之間的電流調(diào)節(jié)匹配可能并不完美。這些不準(zhǔn)確的結(jié)果降低了定位精度。

    步進(jìn)電機(jī)的額定保持扭矩。保持扭矩是將電機(jī)拉離整步位置所需的扭矩，也是電機(jī)移動(dòng)整步時(shí)可以產(chǎn)生的扭矩。在每一個(gè)完整的步驟之后，齒與的磁路對齊，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的扭矩。

    微步時(shí)，由于轉(zhuǎn)子被保持在整步位置之間并且磁路更長，因此保持轉(zhuǎn)矩會(huì)降低。這個(gè)增量保持扭矩可以用公式（1）計(jì)算：

    增量保持力矩 = (整步保持力矩) x sin (90°/X) (1)

    其中 X 是微步數(shù)

    例如，對于 1/8 步，增量扭矩約為整步扭矩的 20%。對于 1/32 步，增量扭矩僅為整步扭矩的 5%。

    這對運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)意味著什么？這意味著要在執(zhí)行微步時(shí)實(shí)際達(dá)到預(yù)期位置，電機(jī)上的扭矩負(fù)載必須是電機(jī)額定保持扭矩的一小部分。

    為了測試微步進(jìn)時(shí)的位置精度，進(jìn)行了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室設(shè)置使用安裝在步進(jìn)電機(jī)軸上的表面反射鏡和激光器。光束從鏡子反射到實(shí)驗(yàn)室的另一端，距離大約 9 m。然后測量激光束的仰角，并計(jì)算角度。精度測量主要受光束高度測量精度的限制；在 ±1mm 處，這對應(yīng)于 ±0.006° 的精度。

    用于實(shí)驗(yàn)的電機(jī)是典型的混合動(dòng)力電機(jī)，通常用于 3D 打印機(jī)等產(chǎn)品。這是一個(gè)1.8°的雙極電機(jī)，額定電流為2.8A，保持扭矩為1.26Nm。

    個(gè)實(shí)驗(yàn)單獨(dú)測量了電機(jī)的精度。它使用的直流電流源來驅(qū)動(dòng)兩相，并且沒有扭矩負(fù)載施加到電機(jī)軸上。相反，只有鏡子在軸上。

    該設(shè)置的結(jié)果顯示出小的非線性，但總的來說，角度精度很好；它約為 ±0.03°，運(yùn)動(dòng)是單調(diào)的（圖 3）。也就是說，電機(jī)從未在錯(cuò)誤的方向上移動(dòng)或無法移動(dòng)。這些誤差表示電機(jī)本身的固有誤差，加上測量誤差。請注意，1/32 步長對應(yīng)于 0.056°。