作動(dòng)器實(shí)現(xiàn)位置控制或力控制主要依賴于多種先進(jìn)的技術(shù)和機(jī)制。
一、傳感器反饋機(jī)制
作動(dòng)器通常配備了位置傳感器和力傳感器。位置傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)部件的位置信息。例如，在空調(diào)風(fēng)門控制的作動(dòng)器中，通過旋轉(zhuǎn)編碼器或者線性可變差動(dòng)變壓器（LVDT）等位置傳感器，可以獲取風(fēng)門的開啟角度。這些傳感器將位置信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)位置和實(shí)際位置的差值，調(diào)整作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。如果目標(biāo)位置是風(fēng)門開啟60度，而當(dāng)前位置是40度，控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出指令讓作動(dòng)器繼續(xù)動(dòng)作，直到達(dá)到目標(biāo)位置。
力傳感器則用于力控制。當(dāng)作動(dòng)器用于需要力輸出的場(chǎng)景，如在一些高精度的空調(diào)閥門控制中，力傳感器可以測(cè)量作動(dòng)器輸出的力。假如閥門需要一個(gè)特定的關(guān)閉力來保證良好的密封性，力傳感器會(huì)將實(shí)際力反饋給控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)通過比較實(shí)際力和目標(biāo)力，來調(diào)整作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電流或壓力，從而實(shí)現(xiàn)力控制。
二、控制算法
先進(jìn)的控制算法在控制中起著關(guān)鍵作用。比例-積分-微分（PID）控制是常用的一種。在位置控制方面，PID控制器根據(jù)位置誤差（目標(biāo)位置與實(shí)際位置之差），通過比例環(huán)節(jié)對(duì)誤差進(jìn)行放大輸出，積分環(huán)節(jié)累積過去的誤差來消除穩(wěn)態(tài)誤差，微分環(huán)節(jié)則預(yù)測(cè)誤差的變化趨勢(shì)。例如，當(dāng)作動(dòng)器快速接近目標(biāo)位置時(shí)，微分環(huán)節(jié)可以提前降低驅(qū)動(dòng)速度，防止超調(diào)。
在力控制中，PID算法同樣有效。通過調(diào)整PID參數(shù)，可以使作動(dòng)器輸出的力跟蹤目標(biāo)力。此外，一些智能控制算法，如模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制也在不斷應(yīng)用。模糊控制可以處理一些不確定的、非線性的系統(tǒng)，根據(jù)模糊規(guī)則來調(diào)整作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)更靈活的控制；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制則可以通過學(xué)習(xí)系統(tǒng)的特性，自動(dòng)調(diào)整控制策略，提高控制精度。
三、高精度驅(qū)動(dòng)單元
作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)單元本身的精度也至關(guān)重要。對(duì)于電動(dòng)作動(dòng)器，高精度的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是基礎(chǔ)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩特性要穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)電路能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)的電流和電壓控制。例如，采用無刷直流電機(jī)，其具有高精度的轉(zhuǎn)速控制和良好的扭矩特性，可以為位置和力控制提供有力支持。對(duì)于液壓或氣動(dòng)作動(dòng)器，高精度的泵和閥門能夠控制液體或氣體的流量和壓力，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。
