高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差建模預(yù)測(cè)與溯源研究.pdf

1、誤差是衡量測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一，測(cè)量不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。光柵測(cè)量系統(tǒng)是現(xiàn)代精密位移測(cè)量技術(shù)主要手段之一，隨著現(xiàn)今科技與測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，光柵測(cè)量系統(tǒng)的精度已從微米級(jí)別邁向納米級(jí)別，如何保障其高精度需求已是現(xiàn)今精密測(cè)量技術(shù)研究的重點(diǎn)問(wèn)題。誤差修正是一種有效的縮小誤差、保障儀器測(cè)量精度的方法，并已遍及到了各個(gè)領(lǐng)域。這種修正是精密測(cè)量的關(guān)鍵，不僅提高了儀器的精度，也提高了測(cè)量的穩(wěn)定性。動(dòng)態(tài)誤差預(yù)測(cè)和溯源分別

2、是誤差修正理論研究的正向性和逆向性建模方法，是保障測(cè)量精度的有效措施。本文研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差建模預(yù)測(cè)理論與方法;
　　為了解決傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量建模誤差預(yù)測(cè)方法精度不足、效率不高等缺陷，提出了基于布谷鳥(niǎo)搜索算法優(yōu)化支持向量機(jī)的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差建模預(yù)測(cè)方法以及基于螢火蟲算法優(yōu)化支持向量機(jī)的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差建模預(yù)測(cè)方法。采用布谷鳥(niǎo)搜索算法、螢火蟲算法找到支持向量機(jī)模型最優(yōu)參數(shù)，避免了選擇參數(shù)的麻煩，并且克服了傳統(tǒng)參數(shù)優(yōu)

3、化方法易陷入局部最小值等缺點(diǎn)。所提出方法為后續(xù)實(shí)際高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差建模預(yù)測(cè)的開(kāi)展提供理論依據(jù)。
　　(2)研究動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差溯源理論與方法;
　　在研究全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差建模理論的基礎(chǔ)上，提出一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解和線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合溯源的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差建模方法。該方法首先通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解將測(cè)量系統(tǒng)輸出總誤差信號(hào)分解后得到多個(gè)誤差分量成分，然后研究各分量成分所具有的特性規(guī)律，最后利用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合各分量并追溯到系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)

4、生該分量誤差的模塊部分。在MATLAB中構(gòu)建仿真測(cè)量系統(tǒng)驗(yàn)證所提出的分解與溯源方法的可行性，為后續(xù)的實(shí)際高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差分解和溯源提供理論依據(jù)。
　　(3)高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差建模預(yù)測(cè)與溯源;
　　從光路、電路、環(huán)境三個(gè)方面全面分析高精度光柵測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差來(lái)源，并分析各部分誤差規(guī)律。利用對(duì)比法采集測(cè)量系統(tǒng)的誤差信號(hào)，分別采用布谷鳥(niǎo)搜索優(yōu)化支持向量機(jī)的預(yù)測(cè)方法和螢火蟲優(yōu)化支持向量機(jī)的預(yù)測(cè)方法對(duì)采集的誤