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預測理論的精密角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)結構研究到納米技術的探索，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技術的研究，研制出了一種具有自主知識產(chǎn)權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”的思想，使得時鐘脈沖具有*的空間當量，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計，并由此進行相關預測理論、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性和差異性。提出將預測理論用于精密E+E位移傳感器測量。從數(shù)學角度對經(jīng)典的預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*預測理論，從理論上證明了預測理論用于精密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。結合預測理論和時柵的測量原理，從數(shù)學和運動學的角度，采用時序理論對預測回歸模型進行辨識、建模、檢驗和優(yōu)化，其中還包含對預測回歸模型的定階和參數(shù)估計。為了獲得*預測效果，提出了自適應時序預測模型，實現(xiàn)了預測模型參數(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、有效地預測下個測量周期的E+E位移傳感器值，并將此預測增量值通過脈寬調(diào)制方式轉換成連續(xù)空間均分的預測脈沖信號，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。研究預測技術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，采用預測技術設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。

預測理論的精密角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測。從而提出一種基于時空轉換技術的柵式E+E位移傳感器傳感器信號細分新技術。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的新技術。