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定位控制是指当控制器发出控制指令后使运动件（如机床工作台）按指定速度完成指定方向上的指定位移。定位控制是运动量控制的一种，又称位置控制、点位控制。在本书中统称为定位控制。
定位控制应用非常广泛，如机床工作台的移动，电梯的平层、定长处理，立体仓库的操作机取货、送货及各种包装机械、输送机械等。和模拟量控制、运动量控制一样，定位控制已成为当今自动化技术的一个重要内容。
早期的定位控制是利用限位开关来完成的。在需要停止的位置安装一限位开关（可以是行程开关、接近开关和光电开关等），当运物物体（如工作台）在运动过程中碰到限位开关时便切断电动机的电源，使工作台自由滑行停止，如图1-1所示。
图1-1 限位开关方式定位控制示意图
这种定位控制方式简单，仅需一个限位开关即可。其缺点是定位精度极差，因为物体自由滑行停止，拖动系统完全处于自由制动惯性状态，停机时间完全由系统的惯性决定，而系统的惯性与负荷的大小、滑行阻力等有关，很难准确把握，所以其停止位置是不确定的。有人通过加装制动装置来提高定位精度，虽然效果要好一点，但制动装置在某些工况下是不允许的，而且维护也不甚方便。定位精度仍然不能满足要求。
变频器出现后，很多人想到利用变频器的功能来提高定位控制精度。变频器有直流制动功能、多段速功能。在装置上设置两个开关，一个为减速开关，当工作台碰到该开关时，利用变频器的多段速功能，使电动机由当前高速运行切换到低速运行，然后碰到限位开关后自由滑行停止。由于在低速切断电源，因此系统的惯性大大降低，停止位置精度较高速时有很大的提高。同时，利用变频器内部的直流制动功能，由于直流制动能产生较大的制动转矩，当电动机转速降为零时，制动转矩也降为零，使电动机能迅速停止，定位精度也得到提高。但直流制动无法防止一旦停电时所产生的严重问题，一旦断电，直流制动转矩为零，根本不能制动。因此多数情况还是要外加制动装置。利用变频器减速停止定位精度在低速为600～6000mm/min时，停止精度可达±0.5～±5mm。这种双速控制方式定位控制示意图如图1-2所示。
双速控制方式因其简单而使精度能得到提高。由于变频器越来越普及使用，使这种控制方式在精度要求不高的情况下被广泛采用。
作为限位开关改进的是脉冲计数方式。这种方式完全取消了外置限位开关，依靠程序进行定位控制，如图1-3所示。
图1-2 双速控制方式定位控制示意图
图1-3 脉冲计数方式定位控制示意图
图1-3中，引入了PLC（也可以是其他数字控制设备，如单片机、工控机、PC等）作为定位系统的控制器。一个增量式编码器与电动机轴端相连。当电动机带动工作台移动时，与电动机轴端相连的旋转编码器会发出脉冲，脉冲的数量与位移多少对应。编码器的输出脉冲被送入PLC的高速计数器输入端口（或相应的高速计数特殊功能模块），PLC则利用内置高速计数器对输入脉冲进行计数，并编制相应程序，利用高速计数器比较置位指令对相关的计数当前值输出相应的动作。例如，当计数输入当前值为某一位置时进行高速、中速、低速切换，当计数输入当前值为指定位移量时发出信号，使电动机停止转动，降速定位。这种控制方式去掉了外置限位开关，速度切换可以多段进行，只要改变脉冲输入当前值就等于改变停止位置，使用十分方便。图1-4为脉冲计数方式在定长切断定位控制中的典型应用。
图1-4 脉冲计数方式在定长切断控制中的应用示意图
然而，由于影响定位精度的因素与限位开关相同，定位精度并不能得到提高，成本却比双速控制方式增加不少。
上述三种定位控制方式又称为速度控制方式。它们的共同点是当发出位置到达信号后，从电动机断电到电动机停止运转这段时间均为自由滑行时间，自由滑行时间与负荷大小、滑行阻力等系统惯性有很大的关系，难以精度控制。因此，速度控制方式的定位精度就难以进一步提高。这种状况直到出现伺服定位控制系统后才得到改善。
“伺服系统”是指执行机构严格按照控制命令的要求而动作，即控制命令未发出时，执行机构是静止不动的，而控制命令发出后，执行机构按照命令执行，当控制命令消失后，执行机构立即停止。现以图1-5来说明伺服系统的位置控制方式定位控制和上述速度控制方式定位控制的不同及位置控制方式能够提高精度定位的原理。
图1-5 位置控置方式定位控制示意图
首先，我们注意到，执行器以伺服电动机代替了普通感应式电动机。在定位控制中，只有当伺服电动机和步进电动机被引入到定位控制系统作为执行器后，定位控制（包括其他运动量控制）的速度和精度才得到很大提高，能够满足更高的控制要求。这是因为伺服电动机和步进电动机都是一种与控制信号随动的执行器，控制信号存在，它们就按照控制命令运动，控制信号一旦停止，它们也随之马上停止，不会产生像感应电动机那样的自由滑行时间，也就是说，在定位控制时，它们的停止位置只受控制信号的控制。如果位移控制命令相当精确，则定位控制精度也会相当精确。
其次，用伺服驱动器代替了变频器，同时将伺服电动机的同轴编码器脉冲输出送到伺服驱动器中，而不是像脉冲计数方式那样送入PLC中，而PLC在这里所起的作用是向伺服驱动器发出定位控制命令。在定位控制运行图上与脉冲计数方式相同的是没有外置限位开关；与脉冲计数方式不同的是没有为减小停止时物体惯性的低速切换，可以直接从高速向停止位置运行。
为什么伺服控制方式能够进行高精度定位呢？它的工作原理是这样的。在位置控制中，PLC直接向伺服驱动器发出定位控制指令（转速、转向和位移距离），伺服驱动器开始运行后，与伺服电动机轴端相连的编码器就把运行状况（转速和已经移动的距离）传送至驱动器，驱动器会把编码器传来的信号与控制信号相比较，根据比较结果对伺服电动机进行连续速度控制，使其停止在控制指令所指定的位移距离上。
与速度控制方式相比，位置控制方式的特点如下。
（1）由控制器直接发出定位控制指令。
（2）位置控制是一个闭环控制系统（实际上是半闭环控制），伺服驱动器根据定位运行实际情况对伺服电动机连续地进行速度控制，以达到精确定位。
（3）用伺服电动机（或步进电动机）作为执行元件。