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預(yù)測理論的精密角E+E位移傳感器動態(tài)測量研究
E+E位移傳感器測量是zui基本、zui普遍的測量。從宇航飛行衛(wèi)星探測到超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究到納米技術(shù)的探索，無一不需要高精度E+E位移傳感器測量。在精密測量中用得zui廣泛的是以光柵為代表的柵式E+E位移傳感器傳感器，但在我國，E+E位移傳感器傳感器目前絕大部分依賴進口，不僅價格高，而且進口某些高精度傳感器常常受限，這些不利因素直接制約著我國制造業(yè)和國防工業(yè)的發(fā)展。

預(yù)測理論的精密角E+E位移傳感器動態(tài)測量研究
所在課題組自1995年開始從事精密位移傳感器傳感器及相關(guān)技術(shù)的研究，研制出了一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)全新測量原理的精密E+E位移傳感器傳感器——時柵。根據(jù)“用時間作為空間E+E位移傳感器測量基準(zhǔn)”的思想，使得時鐘脈沖具有*的空間當(dāng)量，從而實現(xiàn)“采用時間測量E+E位移傳感器”的新方法。目前場式圓時柵的檢定精度已達到±0.8″，直線時柵的檢定精度達到±0.5μm/m，而分辨力分別達到0.1″和0.1μm。 由于時柵是采用時間測量空間，按時間均分的等時采樣，因此時柵屬于式靜態(tài)E+E位移傳感器傳感器。而在動態(tài)測量和實際生產(chǎn)應(yīng)用中，有許多場合需要按空間均分的等空間間隔采樣，這就需要將時柵的原始角E+E位移傳感器轉(zhuǎn)化為空間均分的增量式脈沖信號。在三項國家自然基金的支持下，本課題引入預(yù)測理論實現(xiàn)時柵E+E位移傳感器傳感器的增量式動態(tài)測量和普通柵式E+E位移傳感器傳感器的細分方法設(shè)計，并由此進行相關(guān)預(yù)測理論、算法和實驗的研究，主要研究和創(chuàng)新成果如下：從空間和時間的角度研究兩種E+E位移傳感器測量模型。由此展開對普通柵式E+E位移傳感器傳感器和時柵E+E位移傳感器傳感器測量模型和測量原理的深入分析和討論。從深層次上闡述柵式E+E位移傳感器傳感器和時柵E+E位移傳感器傳感器在測量原理及物理意義上的相關(guān)性和差異性。提出將預(yù)測理論用于精密E+E位移傳感器測量。從數(shù)學(xué)角度對經(jīng)典的預(yù)測理論進行分析和對比，尋求用于精密E+E位移傳感器測量的*預(yù)測理論，從理論上證明了預(yù)測理論用于精密E+E位移傳感器測量的有效性和可行性。提出了按時間序列生成連續(xù)空間位置信號的新全閉環(huán)控制方案。結(jié)合預(yù)測理論和時柵的測量原理，從數(shù)學(xué)和運動學(xué)的角度，采用時序理論對預(yù)測回歸模型進行辨識、建模、檢驗和優(yōu)化，其中還包含對預(yù)測回歸模型的定階和參數(shù)估計。為了獲得*預(yù)測效果，提出了自適應(yīng)時序預(yù)測模型，實現(xiàn)了預(yù)測模型參數(shù)的時變性。其目的是通過時柵測量得到的原始式E+E位移傳感器信號實時、有效地預(yù)測下個測量周期的E+E位移傳感器值，并將此預(yù)測增量值通過脈寬調(diào)制方式轉(zhuǎn)換成連續(xù)空間均分的預(yù)測脈沖信號，完成原本靜態(tài)測量式時柵用于全閉環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺的動態(tài)位置反饋，解決了時柵動態(tài)位置的反饋誤差問題和數(shù)控系統(tǒng)接口兼容性問題。研究預(yù)測技術(shù)用于滾齒機床傳動鏈誤差檢測。將時柵用作滾齒機床傳動鏈傳動誤差的檢測元件，采用預(yù)測技術(shù)設(shè)計了一套用于傳動鏈高速端時柵和低速端時柵測量的軟同步技術(shù)。

預(yù)測理論的精密角E+E位移傳感器動態(tài)測量研究
解決了測量過程中出現(xiàn)的時-時、時-空和空-空不同步問題，實現(xiàn)了傳動誤差的同步精確測量。提出了按空間序列生成連續(xù)反映空間位置信號的時間序列新方案。采用時空對偶方式研究利用時間序列理論構(gòu)建空間序列理論，建立狀態(tài)時間模型和空間序列模型，以完成對時間量的精確預(yù)測。從而提出一種基于時空轉(zhuǎn)換技術(shù)的柵式E+E位移傳感器傳感器信號細分新技術(shù)。這種細分方法突破傳統(tǒng)細分方法的思維限制，從原理上創(chuàng)新，是一種與柵式E+E位移傳感器傳感器輸出信號的正交性和等幅性無關(guān)的新技術(shù)。