Newport的大多数运动系统都使用位置控制。这种控制将负载从一个已知的固定位置移动到另一个已知的固定位置。反馈或闭环定位对于定位很重要。
Newport控制器控制理论术语
1.开环控制
开环是指一种不测量系统输出并对其起作用的控制技术。大多数压电系统和廉价的千分尺执行器都是开环设备。
当需要远程控制以改善可访问性或避免通过触摸关键部件而干扰关键部件时，开环定位器非常有用。
步进和微型步进电机也经常使用开环。脉冲计数可以很好地指示位置，但是除非*的载荷，加速度和速度，否则脉冲计数是无法预测的。如果系统设计不当，则经常会出现跳脱或多余的步骤。
开环运动控制已变得非常流行。微型步进技术的进步以及粘性电机阻尼机制的结合改善了当今高质量的步进设备的定位可靠性并降低了振动水平。
开环绝不是原油的代名词。即使是廉价的开环设备也可以实现非常精细的增量运动。开环压电型备可以实现纳米级的增量运动。
开环系统无需使用编码器即可推断出运动设备的大致位置。在压电器件的情况下，施加的电压是位置的指示器。然而，由于普通压电材料固有的磁滞和非线性
2.Newport控制器闭环控制
闭环是指一种控制技术，它与所需的输入相比测量系统的输出，并采取纠正措施以达到所需的结果。闭环系统中的电子反馈机制增强了正确放置和移动负载的能力。
3.Newport控制器闭环控制技术
取决于控制器如何处理反馈信号，可以实现不同级别的性能。简单的反馈类型称为比例控制。
其他类型称为微分和积分控制。将所有三种技术结合到所谓的PID控制中可提供结果。
4.Newport控制器比例控制
一种控制技术，将误差信号（实际位置与期望位置之间的差）乘以用户的增益因子K p并将其用作运动系统的校正信号。有效的结果是夸大了错误，并立即做出了纠正。
位置变化通常发生在命令的加速，减速期间以及运动中系统动力学中速度发生变化的运动中。随着K p的增加，可以更快速地纠正错误。但是，如果K p太大，则机械系统将开始过冲，并且在某些时候，机械系统可能开始振动，如果阻尼不足，则会变得不稳定。
K p不能*消除错误；但是，随着跟随误差e接近零，比例校正元素K p e消失。这导致一定数量的稳态误差。
5.Newport控制器整体控制
的控制技术，其随时间累积误差信号，乘以总和用户的增益因子K我并使用该结果作为校正信号到运动系统。由于该技术也对过去的错误起作用，因此随着后续误差e接近零，校正因子不会变为零，从而可以消除稳态误差。
但是积分增益具有重要的负面影响。它可能是控制回路的不稳定因素。在没有适当阻尼的情况下使用较大的积分增益或积分增益可能会导致严重的系统振荡。积分增益对控制回路的贡献受积分饱和极限Ks的限制。
6.Newport控制器导数控制
一种控制技术，将跟随误差信号的变化率乘以用户的增益K d，然后将结果用作运动系统的校正信号。由于此类控制的作用是稳定系统的瞬态响应，因此可以将其视为电子阻尼。
增加K d的值会增加系统的稳定性。但是，由于稳态误差的导数为零，因此稳态误差不受影响。
7.PID控制
比例加积分加微分控制的组合。对于运动系统，PID回路已成为一种非常流行的控制算法（请参见图4）。反馈元素是交互式的，知道它们如何相互作用对于调整运动系统至关重要。系统性能要求针对运动力学和有效载荷惯性的给定组合调整系数K p，K i和K d。
Newport控制器稳态误差：稳态误差是控制器完成应用校正后的实际位置和命令位置之间的差（请参见图2）。从上图中可以看出，命令位置为1.0，但是位置校正循环完成后会有一个很小的稳态误差。
振动：当运行速度接近机械系统的固有频率时，会引起结构振动或振铃。在速度或位置突然变化后，系统中也会发生振铃。这种振荡会减小有效转矩，并可能导致电机和控制器之间失去同步。
可以通过机械方式（例如摩擦或粘性阻尼器）阻尼电动机的振动来解决稳定时间和振动。当操作步进系统时，可以更改共振频率的其他一些方法是：
半步进或微步进电机
改变系统惯性
在共振速度范围内加速
修改传动系统的扭转刚度
为了在不使电动机过度负担的情况下实现平稳的高速运动，控制器必须指示电动机驱动器明智地改变速度以达到效果。这可以通过使用成形的速度曲线来限制所需的加速度和减速度来实现。
Newport控制器梯形轮廓：梯形轮廓以线性方式改变速度，直到达到目标速度。减速时，速度再次线性变化，直至达到零速度。绘制速度与时间的关系将得出梯形图（见图3）。高级控制器允许用户修改加速/减速，而高级控制器允许对加速和减速进行单独设置。
Newport控制器S曲线轮廓：梯形速度曲线适合大多数应用。缺点是，它可能会在“角”处引起一些系统干扰，这些干扰会转化为小振动，从而延长稳定时间。对于对这种现象敏感的苛刻应用，可以将速度曲线修改为在加速和减速期间呈S形。这使运动系统在机械系统中引起的振动小化。
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