Hệ thống điều khiển vòng hở đề cập đến chế độ điều khiển không có thiết bị phản hồi vị trí. Hệ thống điều khiển với động cơ bước công suất làm yếu tố dẫn động là một hệ thống điều khiển vòng hở điển hình.
Theo tốc độ di chuyển và độ dịch chuyển cần thiết, thiết bị điều khiển số xuất một tần số và số lượng xung nhất định đến bộ phân phối vòng và mạch khuếch đại công suất, liên tục thay đổi trạng thái cung cấp điện của mỗi cuộn dây pha của động cơ bước, làm cho động cơ bước của trục tọa độ tương ứng quay dịch chuyển góc tương ứng, và sau đó đi qua chuỗi truyền động cơ học để thực hiện chuyển động thẳng hoặc chuyển động quay của các bộ phận chuyển động. Tiến độ và độ dịch chuyển của các bộ phận chuyển động được xác định bởi tần số và số lượng xung đầu vào.
Hệ thống điều khiển vòng hở có ưu điểm là cấu trúc đơn giản và giá thành rẻ. Nhưng thông thường, giá trị mô-men xoắn đầu ra sẽ bị giới hạn, và khi đầu vào có tần số xung cao sẽ dễ sinh ra lệch nhịp và khó đạt được khả năng điều khiển nhanh các bộ phận chuyển động. Hiện tại, hệ thống điều khiển vòng hở không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu ngày càng cao của máy công cụ CNC về công suất điều khiển, tốc độ chuyển động nhanh và độ chính xác gia công.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, động cơ bước đã được sử dụng rộng rãi trong điều khiển truyền động của các thiết bị nhỏ với mô men xoắn thấp, độ chính xác cao và tốc độ trung bình, đặc biệt là trong các thiết bị sản xuất vi điện tử.
