1. 開環控制系統
開環控制系統是指不帶位置反饋裝置的控制系統。由功率步進電動機作為驅動器件，運動系統是典型的開環控制系統。數控裝置根據所要求的的移動速度和移位量，向環形分配器和功率放大電路輸出一定的頻率和的脈衝，不斷改變步進電動機各繞組的供電狀態，使相應坐標軸的步進電動機轉過相應的角位移，再經過機械傳動鏈，實現運動部件的直線移動或轉動，運動部件的速度與位移量是由輸入脈衝的頻率和脈衝數所決定的。
開環控制系統具有結構簡單、工作穩定、價格低廉等優點。但通常輸出扭矩值的大小受到限制，而且當輸入較高脈衝頻率時，容易產生問題，難以實現運動部件的快速控制，不能進行誤差校正，步進電動機的步距角誤差、齒輪和絲槓組成的傳動鏈誤差都將直接影響零件加工的精度。目前，開環控制系統已經不能充分滿足數控車床日益提高的對控制功率、快速運動速度和加工精度的要求。
2. 半閉環控制系統
半閉環控制系統是在開環控制系統的電動機軸上裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服電動機的轉角，間接的檢測運動部件的位移或角位移值，並反饋給數控裝置的比較器，與輸入指令進行比較，用差值控制運動部件。隨著脈衝編碼器的迅速發展和性能的不斷完善，作為角位移檢測裝置可以方便地直接與直流或交流的伺服電動機同軸安裝，特別是高解析度的脈衝編碼器的誕生，為半閉環控制提供了一種高性能價格比的配置方案，由於慣性較大的工具機運動部件不包括在該環之內，所以控制系統的調試十分方便，並且具有良好的心態穩定性，甚至可以將脈衝編碼器與伺服電動機設計成一個整體，使系統變得更加緊湊。但由於半閉環控制將運動部件的機械傳動鏈不包含在閉環之內，所以機械傳動鏈的誤差無法得到校正或消除。
但目前廣泛採用的滾珠絲槓螺母結構具有很高的精度和精度保持性，而採用可靠的消除反向運動間隙，完全可以滿足大多數數控車床用戶的需要，並且該控制系統具有調試方便、穩定性良好、成本低，併兼顧開環控制系統與閉環控制系統兩者的特點。所以，在一般情況下，半閉環控制系統正在成為首選的控制方式被廣泛地使用。
3. 閉環控制系統
閉環控制系統是在車床最終的運動部件的相應位置上直接安裝迴轉式檢測裝置，將直接檢測到的位移或角位移值反饋到數控裝置的比較器中，與輸入指令位移量進行比較，用差值控制運動部件，使運動部件嚴格按實際需要的位移量運動。閉環控制系統主要的優點是將進行傳動鏈的全部環節都包括在閉環之內，因而從理論上說，閉環控制的優點精度主要取決於檢測裝置的精度，而於進行傳動鏈的誤差無關，其控制精度超過半閉環控制系統但閉環控制系統除了價格昂貴之外，對於車床的結構與傳動鏈 ，仍然提出了嚴格的要求，傳動連的高度、間隙、導軌的低速運動特性，以及車床結構的抗震性等會因素都會增加系統調試的困難，甚至使伺服系統產生震蕩，降低了穩定性。閉環控制的特點使加工精度高、移動速度快。這類數控車床採用直流伺服電動機或交流伺服電動機作為驅動元件，電動機的控制電路比較複雜，檢測元件昂貴，因而調試和維修比較複雜，成本高。
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