半閉環控制系統

半閉環控制系統是在開環控制系統的伺服機構中裝有角位移檢測裝置，通過檢測伺服機構的滾珠絲槓轉角，間接檢測移動部件的位移，然後反饋到數控裝置的比較器中，與輸入原指令位移值進行比較，用比較後的差值進行控制，使移動部件補充位移，直到差值消除為止的控制系統。由於半閉環控制系統將移動部件的傳動絲槓螺母不包括在環內，所以傳動絲槓螺母機構的誤差仍會影響移動部件的位移精度，由於半閉環控制系統調試維修方便，穩定性好，目前應用比較廣泛。半閉環控制系統的伺服機構所能達到的精度、速度和動態特性優於開環伺服機構，為大多數中小型數控機牀所採用。

閉環和半閉環區別在於檢測的位置不同。

閉環監控的是整個系統的最終執行環節，可以説對系統任何一處造成的誤差都作出補償；

半閉環監控的是整個系統最終執行環節的驅動環節，對最終執行機構不作監控。

閉環的精度高，但控制靈敏度過大，成本高不易維修。

半閉環精度較高，控制靈敏度適中，使用廣泛。 ^[1] 

目前，製造業中應用最普遍的是基於步進電機開環控制的經濟型數控機牀和基於交流伺服電機編碼器反饋的半閉環數控機牀，二者在控制結構上有本質的區別。為了實現機牀控制器的可移植性，使步進電機和交流伺服電機具有統一的控制結構。在該結構基礎上，有研究學者提出一種基於經濟型機牀半閉環控制結構的螺距誤差補償方法，有效地減小了傳動機構的螺距誤差，並給出了具體實驗結果。

虛擬角位置反饋和虛擬速度控制指令分別為半閉環控制系統的反饋和控制量輸出。數控系統中所定義的虛實映射層實現了每個採樣週期內虛擬的反饋位置、速度輸出指令同實際物理系統的位置反饋、速度指令間的映射。當物理系統為交流伺服電機時，虛實映射層通過接口函數實現了虛擬速度控制指令和實際電機驅動電壓的映射，以及實際編碼器角度和虛擬角位置反饋的映射。當物理系統為步進電機時，虛實映射層將虛擬速度指令映射為步進電機單位時間發送脈衝的個數，而將上個採樣週期的指令所產生的期望位置輸出映射為當前週期的虛擬角位置反饋。 ^[2]