根据某θFXZ型特定结构测量机，研究其静力及动力变形误差的系统分析方法．在建立测量机非刚体数学模型的基础上，求解测量机由于力变形带来的测量误差值，并用激光干涉仪对测量机静力及动力状态下的误差分别进行了测量．利用所建立的数学模型对测量机存在的静力变形带来的测量误差进行补偿，使立柱在水平方向的偏摆带来的最大测量误差由补偿前的10．2μm减小到1．0μm实验得到的动力状态变形结果可以用于测量机力变形误差补偿技术的进一步研究

在对θFXZ型测量机Z轴伺服系统的机械结构和控制系统进行分析的基础上,建立了伺服系统的动力学模型.根据受力分析,对系统的干扰力进行建模.利用对PID参数的自适应调节和干扰力的前馈补偿,实现对系统的误差补偿.实验结果表明,补偿后的跟踪误差约为补偿前的1/4,系统静差也由原来的2μm减小到0.4μm以内.该伺服系统的动力学建模和干扰力建模能直观、有效地描述Z轴系统的运动特性,补偿方案能很好地改善系统的动态跟踪误差和控制定位精度.

为检测微弱超声振动信号，设计了一个具有较高检测灵敏度的光学外差干涉系统。采用相干性高的线偏振光作为光源，提高了有效干涉强度;利用光阑消除光学噪声，并有效控制回授光对光路的影响；最后，以1级光作为参照光，使光路调节简单易行。实验结果显示，用主频为62．42kHz、幅值为74V的方波信号激励超声探头作为振动信号源时，测得的振动信号频率和幅值分别为62．38kHz和76．4mV，表明该系统能满足微弱超声振动检测要求。

非线性摩擦是影响高精度机械伺服系统动静态性能的主要因素之一。针对精密实验平台随行程位置不同表现出不同的摩擦特性,提出了一种基于LuGre模型的改进型摩擦建模方法,以速度和行程位置信号作为模型的输入变量,并用遗传算法对该模型的动静态参数进行辨识。基于改进型摩擦模型,分别通过精密实验运动平台及其相应的伺服仿真平台进行了摩擦现象和摩擦前馈补偿的实验和仿真。实验结果表明,摩擦补偿后的跟踪误差值约为补偿前的1/3,系统的静差也由原来1.4μm减小到0.4μm,与仿真平台摩擦补偿前后的现象基本一致。该改进型LuGre摩擦模型能直观、精确地描述实验平台的摩擦特性,基于该摩擦模型的前馈补偿减小了系统的跟踪误差,提高了系统的定位精度。