歡迎企業同仁共同交流探討數控設備維修技術河南科技大學機電工程學院1機械制造工藝及設備教研室⑤-419河南科技大學機電工程學院胡東方MP/p>

E-Mail:hdf@24.進給系統常見結構及故障分析本次講授主要內容：4.1、位置檢測及位置控制4.2、進給系統的伺服驅動

4.3、機械傳動（滾珠絲杠）與導向裝置（導軌）34.1、位置檢測及位置控制1．位置檢測裝置的要求4.1.1

概述：

1）受溫度、濕度的影響小，工作可靠，能長期保持精度，抗干擾能力強。

2）在機床執行部件移動范圍內，能滿足精度和速度的要求。

3）使用維護方便，適應機床工作環境。

4）成本低。44.1、位置檢測及位置控制2．位置檢測裝置的分類按工作條件和測量要求不同，可采用不同的測量方式。4.1.1

概述：（1）按輸出信號的形式分類：數字式測量和模擬式測量（2）按測量基點的類型分類：增量式測量和絕對式測量（3）按位置檢測元件的運動形式分類：回轉型和直線型（4）按位置檢測元件的安裝位置分類：直接測量和間接測量5常用位置檢測裝置分類表4.1、位置檢測及位置控制4.1.1

概述：64.1、位置檢測及位置控制特點是：4.1.2

脈沖編碼器1）檢測方式是非接觸式的，無摩擦和磨損，驅動力矩小。2）由于光電變換器性能的提高，可得到較快的響應速度。3）由于照像腐蝕技術的提高，可以制造高分辨率、高精度的光電盤，母盤制作后，復制很方便，且成本低。

4）抗污染能力差，容易損壞。74.1、位置檢測及位置控制脈沖編碼器按碼盤的讀取方式可分為光電式、接觸式和電磁式。就精度與可靠性來講，光電式脈沖編碼器優于其它兩種。數控機床上使用光電式脈沖編碼器。4.1.2

脈沖編碼器按照編碼化的方式，可分為增量式和絕對值式兩種。84.1、位置檢測及位置控制1.增量式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器增量式脈沖編碼器分光電式、接觸式和電磁感應式三種。就精度和可靠性來講，光電式脈沖編碼器優于其它兩種，它的型號是用脈沖數/轉（p/r）來區分，數控機床常用2000、2500、3000p/r等，現在已有每轉發10萬個脈沖的脈沖編碼器。脈沖編碼器除用于角度檢測外，還可以用于速度檢測。9abz碼盤基片透鏡光源光敏元件透光狹縫光柵板節距τm+τ/4信號處理裝置4.1、位置檢測及位置控制1.增量式編碼器：（亦稱光電碼盤、光電脈沖發生器等）。4.1.2

脈沖編碼器光電脈沖編碼器結構及工作原理10節距ＡＢ4.1、位置檢測及位置控制A1B1900從光欄板上兩條狹縫中檢測的信號A和B，是具有90°相位差的兩個正弦波，這組信號經放大器放大與整形，輸出波形如圖所示。4.1.2

脈沖編碼器1.增量式編碼器：114.1、位置檢測及位置控制

4.1.2

脈沖編碼器在脈沖編碼器還有一條透光條紋C，用以產生基準脈沖，又稱零點脈沖，它是軸旋轉一周在固定位置上產生一個脈沖。如數控車床切削螺紋時，可將這種脈沖當作車刀進刀點和退刀點的信號使用，以保證切削螺紋不會亂牙。也可用于高速旋轉的轉數計數或加工中心等數控機床上的主軸準停信號。AB90°Z……碼盤轉一圈1.增量式編碼器：124.1、位置檢測及位置控制２.絕對值式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器增量式編碼器的缺點是有可能發生由于噪聲或其它外界干擾產生的計數錯誤；因停電、刀具破損而停機，事故排除后不能再找到事故前執行部件的正確位置。采用絕對值式編碼器可以克服這些缺點。絕對值式編碼器是在碼盤的每一轉角位置刻有表示該位置的唯一代碼，因此稱為絕對碼盤。134.1、位置檢測及位置控制２.絕對值式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器絕對值式編碼器結構及工作原理010111100110011110001001101010111100110111110000000100100011010023222120144.1、位置檢測及位置控制２.絕對值式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器

圖中黑表示為“1”，白表示為“0”，四個碼道都裝有電刷，由于四個碼道產生四位二進制數，碼盤每轉一周產生0000～1111十六個二進制數，因此將碼盤圓周分成十六等份。當碼盤旋轉時，四個電刷依次輸出十六個二進制編碼0000～1111，編碼代表實際角位移，碼盤分辨率與碼道多少有關，n位碼道角盤分辨率為：目前接觸式碼盤一般可以做到9位二進制，光電式碼盤可以做到18位二進制。154.1、位置檢測及位置控制２.絕對值式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器

二進制編碼器主要缺點是碼盤盤上的圖案變化較大，在使用中容易產生較多的誤讀。例如:當電刷由位置0111向1000過渡時，可能會出現從8（1000）到15（1111）之間的讀數誤差，一般稱這種誤差為非單值性誤差。為消除這種誤差，可采用葛萊碼盤。它的特點是每相鄰十進制數之間只有一位二進制碼不同。因此，圖案的切換只用一位數（二進制的位）進行。所以能把誤讀控制在一個數單位之內，提高了可靠性。164.1、位置檢測及位置控制２.絕對值式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器0101111001100111100010011010101111001101111100000001001000110100二進制碼格雷碼（循環碼、葛萊碼）174.1、位置檢測及位置控制２.絕對值式編碼器：4.1.2

脈沖編碼器

二進制碼轉換成葛萊碼的法則是：將二進制碼右移一位并舍去末位的數碼，再與二進制數碼作不進位加法，結果即為葛萊碼。例如，二進制碼1101對應的葛萊碼為1011，其演算過程如下：

1101（二進制碼）

1101（不進位相加，舍去末位）

1011（葛萊碼）184.1、位置檢測及位置控制光柵是閉環伺服系統中使用較多的一種光學測量元件，用以測量長度、角度、速度、加速度、振動和爬行等。4.1.3光柵1．光柵的種類（1）直線光柵（2）圓光柵194.1、位置檢測及位置控制4.1.3光柵1．光柵的種類（1）直線光柵1）透射光柵：在玻璃的表面上制成透明與不透明間隔相等的線紋。

2）反射光柵：在鋼直尺或不銹鋼帶的鏡面上用照相腐蝕工藝制作光柵，或用鉆石刀直接刻劃制作光柵線紋。透射光柵信號幅值大，信噪比好，刻紋密度大，一般每毫米100、200、250條刻紋。反射光柵的線膨脹系數可做到和機床一致，接長方便，線紋密度一般為每毫米4、10、25、40或50條。204.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵光柵位置檢測裝置由光源、長光柵（標尺光柵）、短光柵（指示光柵）、光電接收元件等組成。指示光柵與標尺光柵刻度等寬。214.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵VS312431245光柵的結構

1-防護墊2-光柵讀數頭

3-標尺光柵

4-防護罩

光柵讀數頭

1-光源

2-準直鏡

3-指示光柵

4-光敏元件5-驅動線路

光柵讀數頭由光源，透鏡、指示光柵、光敏元件和驅動線路組成，是一個單獨的部件。224.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵長光柵安裝在機床固定部件上，長度相當于工作臺移動的全行程，短光柵則固定在機床移動部件上。

234.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵長、短光柵保持一定間隙（0.05～0.1mm）重疊在一起，并在自身的平面內轉一個很小角度θ。在光源的照射下，交叉點附近的小區域內黑線重疊，形成黑色條紋，其它部分為明亮條紋，這種明暗相間的條紋稱為莫爾條紋。VSθ

d

WW

Θ244.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵莫爾條紋與光柵線紋幾乎成垂直方向排列。嚴格地說，是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。當移動一個柵距時，摩爾條紋也移動一個紋距254.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵莫爾條紋具有如下特點：

1）放大作用：當交角θ很小時，柵距W和莫爾條紋節距B（單位：mm）有下列關系：B=W/θ

莫爾條紋的節距為光柵柵距的l/θ倍。例如W=0.01,θ=0.001rad，得B=10mm，放大1000。

因此，不需要經過復雜的光學系統，便將光柵的柵距放大了1000倍，從而大大減化了電子放大線路，這是光柵技術獨有的特點。

264.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵莫爾條紋具有如下特點：2）平均效應：莫爾條紋是由若干線紋組成，例如每毫米100線的光柵，10mm長的莫爾條紋，等亮帶由2000根刻線交叉形成。因而對個別柵線的間距誤差（或缺陷）就平均化了，這在很大程度上消除了短周期誤差的影響。因此莫爾條紋的節距誤差就取決于光柵刻線的平均誤差。

274.1、位置檢測及位置控制2．直線透射光柵的組成及工作原理4.1.3光柵莫爾條紋具有如下特點：3）莫爾條紋的移動規律：莫爾條紋的移動與柵距之間的移動成比例，當光柵向左或向右移動一個柵距W，莫爾條紋也相應地向上或向下準確地移動一個節距B。只要通過光電元件測出莫爾條紋的數目，就可知道光柵移動了多少個柵距，工作臺移動的距離可以計算出來。由于光的衍射與干涉作用，莫爾條紋的變化規律近似正（余）弦函數，變化周期數與兩光柵相對移過的柵距數同步。

284.1、位置檢測及位置控制3．直線光柵檢測裝置的辯向4.1.3光柵

當光柵移動一個柵距，莫爾條紋便移動一個條紋寬度，假定我們開辟一個小窗口來觀察莫爾條紋的變化情況，就會發現它在移動一個柵距期間明暗變化了一個周期，理論上光柵亮度變化是一個三角波形，但由于漏光和不能達到最大亮度，被削頂削底后而近似一個正弦波。硅光電池將近似正弦波的光強信號變為同頻率的電壓信號，經光柵位移—數字變換電路放大、整形、微分輸出脈沖。每產生一個脈沖，就代表移動了一個柵距那么大的位移，通過對脈沖計數便可得到工作臺的移動距離。光柵的實際亮度變化光柵的輸出波形圖294.1、位置檢測及位置控制3．直線光柵檢測裝置的辯向4.1.3光柵

采用一個光電元件即只開一個窗口觀察，只能計數，卻無法判斷移動方向。因為無論莫爾條紋上移或下移，從一固定位置看其明暗變化是相同的。為了確定運動方向，至少要放置兩個光電元件，兩者相距1/4莫爾條紋寬度。當光柵移動時，莫爾條紋通過兩個光電元件的時間不同，所以兩個光電元件所獲得的電信號雖然波形相同，但相位相差900。根據兩光電元件輸出信號的超前和滯后，可以確定標尺光柵移動方向。304.1、位置檢測及位置控制4．直線光柵檢測裝置的細分4.1.3光柵

增加線紋密度，能提高光柵檢測裝置的精度，但制造較困難，成本高。在實際應用中，既要提高測量精度，同時又能達到自動辨向的目的，通常采用倍頻或細分的方法來提高光柵的分辨精度，如果在莫爾條紋的寬度內，放置四個光電元件，每隔1/4光柵柵距產生一個脈沖，一個脈沖代表移動了1/4柵距那么大位移，分辨精度可提高四倍，這就是四倍頻方案。314.1、位置檢測及位置控制4．直線光柵檢測裝置的細分4.1.3光柵

四倍頻方案32

圖中的P1、P2、P3、P4是四塊硅光電池，產生的信號相位彼此相差90o。P1、P3信號是相位差180o的兩個信號，接差動放大器放大，得正弦信號。同理，P2、P4信號送另一個差動放大器，得到余弦信號。正弦和余弦信號經整形變成方波A和B，為使每隔1/4節距都有脈沖，把A、B各自反向一次得C、D信號，A、B、C、D信號再經微分變成窄脈沖A′、B′、C′、D′，即在正走或反走時每個方波的上升沿產生窄脈沖，由與門電路把0o、90o、180o、270o四個位置上產生的窄脈沖組合起來，根據不同的移動方向形成正向或反向脈沖。正向運動時，用與門Y1~Y4及或門H1，得到A′B+AD′+C′D+B′C的四個輸出脈沖；反向運動時，用與門Y5~Y8及或門H2，得到BC′+CD′+A′D+AB′的四個輸出脈沖，其波形見圖。334.1、位置檢測及位置控制4.1.3光柵

4．直線光柵檢測裝置的細分若光柵柵距0.01mm，則工作臺每移動0.0025mm，就會送出一個脈沖，即分辨率為0.0025mm。由此可見，光柵檢測系統的分辨力不僅取決于光柵尺的柵距，還取決于鑒向倍頻的倍數。除四倍頻以外，還有十倍頻、二十倍頻等。四倍頻344.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

1．旋轉變壓器的工作原理

54318762

旋轉變壓器結構示意

1-轉軸2-軸承3-機殼4-轉子鐵心5-定子鐵心

6-端蓋7-電刷8-集電環

354.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

1．旋轉變壓器的工作原理

旋轉變壓器是一種角度測量元件，在結構上與兩相繞線式異步小型交流電動機相似，由定子和轉子組成。旋轉變壓器是根據電磁互感原理工作的，它在結構設計與制造上保證了定子與轉子之間空氣間隙內磁通分布呈正弦規律。其中定子繞組作為變壓器的一次側，為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，勵磁頻率通常用400Hz、500Hz、3000Hz及5000Hz。轉子繞組作為變壓器的二次側，是變壓器的副邊。當定子繞組加上交流勵磁電壓時，通過電磁耦合在轉子繞組中產生的感應電動勢，其輸出電壓的大小取決于定子與轉子兩個繞組軸線在空間的相對位置，兩者平行時互感最大，二次側的感應電動勢也最大；兩者垂直時互感的電感量為零，感應電動勢也為零。364.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

1．旋轉變壓器的工作原理旋轉變壓器旋轉變壓器分為單極和多極形式，單極工作如下圖:374.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

1．旋轉變壓器的工作原理單極型旋轉變壓器的定子和轉子各有一對磁極，假設加到定子繞組的勵磁電壓為u1＝Umsinωt，則轉子通過電磁耦合，產生感應電壓u2。當轉子轉到使它的繞組磁軸和定子繞組磁軸垂直時轉子繞組感應電壓u2＝0；當轉子繞組的磁軸自垂直位置轉過一定角度θ時，轉子繞組中產生的感應電壓為：u2＝ku1sinθ＝kUmsinωtsinθ

式中k＝ω1/ω2—旋轉變壓器的電壓比；ω1、ω2—定子、轉子繞組匝數；Um—最大瞬時電壓；θ—兩繞組軸線間夾角。當轉子轉過90°（即θ＝90°），兩磁軸平行，此時轉子繞組中感應電壓最大，即：u2＝kUmsinωt

384.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

1．旋轉變壓器的工作原理

實際使用時通常采用多極形式，如正余弦旋轉變壓器，其定子和轉子均由兩個匝數相等，軸線相互垂直的繞組構成，如右圖所示。一個轉子繞組作為輸出信號，另一個轉子繞組接高阻抗作為補償。若將定子中的一個繞組短接而另一個繞組通以單相交流電壓u1＝Umsinωt，則在轉子的兩個繞組中得到的輸出感應電壓分別為：u2s＝ku1cosθ＝kUmsinωtcosθu2c＝ku1sinθ＝kUmsinωtsinθ

由于兩個繞組中的感應電壓恰恰是關于轉子轉角θ的正弦和余弦的函數，我們稱之為正余弦旋轉變壓器。394.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

2．旋轉變壓器工作方式旋轉變壓器作為位置檢測裝置，有兩種典型工作方式，鑒相式和鑒幅式。鑒相式是根據感應輸出電壓的相位來檢測位移量；鑒幅式是根據感應輸出電壓的幅值來檢測位移量。404.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

2．旋轉變壓器工作方式

（1）鑒相工作方式。

給定子的兩個繞組分別通以同幅、同頻但相位相差π/2的交流勵磁電壓，即：u1s＝Umsinωtu1c＝Umcosωt

這兩個勵磁電壓在轉子繞組中都產生了感應電壓，并疊加在一起，因而轉子中的感應電壓應為這兩個電壓的代數和：u2

＝u1scosθ+u1csinθ＝kUmsinωt

cosθ+kUmcosωt

sinθ＝kUmsin（ωt+θ）

u2u1su1c414.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

2．旋轉變壓器工作方式

（1）鑒相工作方式。u2

＝kUmsin（ωt+θ）

由上式可以看出，轉子輸出電壓的相位角和轉子的偏轉角之間有嚴格的對應關系，這樣，我們只要檢測出轉子輸出電壓的相位角，就可知道轉子的轉角。由于旋轉變壓器的轉子是和被測軸聯接在一起的，故被測軸的角位移也就測到了。u2u1su1c424.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

2．旋轉變壓器工作方式

（2）鑒幅工作方式。

給定子的兩個繞組分別通以同頻率、同相位但幅值不同的交流勵磁電壓，即：u1s＝Usmsinωtu1c＝Ucmsinωt

其幅值分別為正、余弦函數：usm＝Umsinφ

ucm＝Umcosφ

則定子上的疊加感應電壓為：u2＝u1scosθ+u1csinθ＝-kUmsinαsinωt

cosθ+kUmcosαsinωt

sinθ＝kUmsin（θ-φ）sinωt

u2u1su1c434.1、位置檢測及位置控制4.1.4

旋轉變壓器

2．旋轉變壓器工作方式

（2）鑒幅工作方式。

u2＝kUmsin（θ-φ）sinωt

由上式可以看出，轉子感應電壓的幅值隨轉子的偏轉角θ而變化，測量出幅值即可求得轉角θ。在實際應用中，應根據轉子誤差電壓的大小，不斷修改勵磁信號中φ角（即勵磁幅值），使其跟蹤θ的變化。u2u1su1c444.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

感應同步器是由旋轉變壓器演變來的，它是利用兩個平面形印刷繞組，其間保持均勻氣隙（0.25mm±0.05mm），相對平行移動時，根據交變磁場互感原理而工作的。實質上，感應同步器是多極旋轉變壓器的展開形式，兩者工作原理基本上相同。454.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

感應同步器分兩種：測量直線位移的稱為直線型感應同步器；測量角位移的稱為圓型感應同步器。直線型感應同步器由定尺和滑尺組成；圓型感應同步器由轉子和定子組成。

464.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

sincos節距2τ（2mm）節距（0.5mm）定尺滑尺定尺上是單向、均勻、連續的感應繞組，滑尺有兩組繞組，一組為正弦繞組，另一為余弦繞組。兩者在空間錯開1/4定尺節距（電角度錯開90°）。當正弦繞組與定尺繞組對齊時，余弦繞組與定尺繞組相差1/4節距。標準感應同步器定尺250mm，滑尺長100mm，節距為2mm。474.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

直線型感應同步器的工作原理定尺和滑尺繞組的節距相同即W＝2τ（一般為2mm）。若滑尺繞組加勵磁電壓時，由于電磁感應，在定尺繞組上就產生感應電壓.484.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

1.直線型感應同步器的工作原理

當滑尺任意一繞組加交流激磁電壓時，由于電磁感應作用，在定尺繞組中必然產生感應電壓，該感應電壓取決于滑尺和定尺的相對位置。若定尺和滑尺的繞組（只一個繞組勵磁）相重合時，如圖中的A點，這時感應電勢最大；當滑尺相對定尺作平行移動時，感應電勢就慢慢減小，在剛好移動1/4節距的位置時，即移到B點位置，感應電勢為零。如果再繼續移動到1/2節距，即到C點位置，得到的感應電勢值與A點位置相同。但極性相反。其后，移到3/4節距，即D點位置，感應電勢又變為零。這樣，滑尺在移動一個節距的過程中，感應電勢（按余弦波形）變化了一個周期。494.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

1.直線型感應同步器的工作原理

若勵磁電壓為：

則在定尺繞組產生的感應電勢e為：式中Um——勵磁電壓幅值（V）；ω——勵磁電壓角頻率（rad/s）；

k——比例常數，值與繞組間最大互感系數有關；θ——滑尺相對定尺在空間的相位角。

504.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

1.直線型感應同步器的工作原理

滑尺與定尺相對位移量x的求取：∵2τ:2π=x:θ∴x=τθ

／π結論：相對位移量x與相位角θ呈線性關系，只要能測出相位角θ，就可求得位移量x。514.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

2.感應同步器輸出信號的處理方式根據滑尺正、余旋繞組上激磁電壓Us、Uc供電方式的不同可構成不同檢測系統——鑒相型系統和鑒幅型系統。524.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

2.感應同步器輸出信號的處理方式(1)鑒相方式是根據感應輸出電壓的相位來檢測位移量的一種工作方式。在滑尺上的正弦、余弦勵磁繞組上供給同頻率、同幅值、相位相差90°的交流電壓，即：Us和Uc單獨勵磁，在定尺繞組上感應電勢分別為：根據疊加原理，定尺繞組上總輸出感應電勢e為：534.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

2.感應同步器輸出信號的處理方式(1)鑒相方式由上式可知，通過鑒別定尺輸出的感應電勢的相位，就可測量定尺和滑尺之間的相對位置。例如定尺輸出感應電勢與滑尺勵磁電壓之間相位差為3.6°，在W＝2mm的情況下：x＝（3.6°／360°）×2mm＝0.02mm它表明滑尺相對定尺節距為零的位置移動了0.02mm。544.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

2.感應同步器輸出信號的處理方式(2)鑒幅方式是根據定尺輸出的感應電勢的振幅變化來檢測位移量的一種工作方式。在滑尺的正弦、余弦繞組上供給同頻率、同相位，但不同幅值的勵磁電壓，即：同理，兩電壓分別勵磁時，在定尺繞組上產生的輸出感應電勢分別為：式中φ——勵磁電壓的給定相位角。根據疊加原理，定尺上輸出總感應電勢為:554.1、位置檢測及位置控制4.1.5

感應同步器

2.感應同步器輸出信號的處理方式(2)鑒幅方式若原始狀態φ＝θ，則e＝0。然后滑尺相對定尺有一位移，使θ＝θ+Δθ，則感應電勢的增量為：由此可知，在Δx較小的情況下，Δe與Δx成正比，也就是鑒別Δe的幅值，即能測量Δx大小。當Δx較大時，通過改變φ

，使φ

＝θ，則Δe＝0，根據φ可以確定θ，從而測量位移量Δx。

564.1、位置檢測及位置控制4.1.6

位置控制系統：

一般閉環系統為三環結構：位置環、速度環、電流環。位置調解速度調解電流調解轉換驅動工作臺電流反饋速度反饋位置反饋MG嚴格來說：位置控制包括位置、速度和電流控制；速度控制包括速度和電流控制。574.1、位置檢測及位置控制4.1.6

位置控制系統：

伺服驅動系統的框圖

584.1、位置檢測及位置控制4.1.6

位置控制系統：

位置控制環和速度控制環是緊密相連的。速度控制環的給定值來自位置控制環。位置控制環的輸入一方面來自輪廓插補運算，另一方面來自位置檢測反饋裝置。

根據位置環比較的方式不同，可將閉環、半閉環系統分為數字脈沖比較伺服系統、相位比較伺服系統和幅值比較伺服系統。594.1、位置檢測及位置控制4.1.6

位置控制系統：

1.數字脈沖比較伺服系統

數字脈沖比較伺服系統結構比較簡單，常采用光電編碼器、光柵作位置檢測裝置，以半閉環的控制結構形式構成的數字脈沖比較伺服系統用的較為普遍。

數字脈沖比較伺服系統的特點是：指令位置信號與位置檢測裝置的反饋信號在位置控制單元中，是以脈沖、數字的形式進行比較的。比較后得到的位置偏差經D/A轉換（全數字伺服系統不經D/A轉換），發送給速度控制單元。半閉環數字比較系統結構框圖

604.1、位置檢測及位置控制4.1.6

位置控制系統：

1.數字脈沖比較伺服系統

數字脈沖比較電路的基本組成有兩個部分：一是脈沖分離，二是可逆計數器。應用可逆計數器實現脈沖比較的基本要求是：當輸入指令脈沖為正F+或負Pf-時,可逆計數器作加法計數器；當指令脈沖為負F-或反饋脈沖為正Pf+時，可逆計數器作減法計數。數字脈沖比較環節基本組成614.1、位置檢測及位置控制4.1.6

位置控制系統：

1.數字脈沖比較伺服系統

如果兩路脈沖同時進入計數脈沖輸入端，則計數器的內部操作可能會因脈沖的“競爭”而產生