本文针对球面在线检测中气动球面规的测量原理，分析了在极坐标测量方式下，被测面极径测量不确定度对球面参数评定精度的影响。推导了被测球面极径测量不确定度对最小二乘和最小包容球面参数评定结果不确定度的灵敏系数公式，并应用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法仿真计算证实了理论分析结果的可靠性。在此基础上分析了测点的数目和测点的布置对球面参数评定精度的影响，这对包括球面在内的形状误差测量不确定度的研究具有指导意义。

根据形状误差定义及数学规划理论，建立形状误差包容评定的非线性规划模型，提出一种线性逼近算法摸式。其核心是利用线性规划模型的迭代运算，结合坐标变换去逼近非线性规划模型最优解。理论分析和大量计算表明算法能精确地评定形状误差，且快速收敛、计算稳定。

提出一种评定最小二乘球的优化算法．其基本思想是利用最小二乘球线性简化模型的迭代运算去逼近最小二乘球非线性精确模型的忧化解。算法具有牧敛速度快、寻优精度高的优点．适用于球、半。球和球冠的参数拟台及其形状误差的评定。

建立了空间直线度最小包容评定的数学规划模型，提出了空间直线度评定的线性逼近算法，算法以近似的线性规划模型的迭代运算，结合空间坐标变换去逼近精确的非线性规划模型的最优解。构造了适用于计算机判别的最优条件判别数，大量的计算实验证明该算法具有高精度的特点。

给出了一种新的光栅信号质量的测定方法，该法用采样得到的两路信号的数据，以一种新的算法计算得到光栅信号的质量指标，并可给出质量参数与就光栅位置的对应关系。所得结果能反映光栅信号在测量全程上的变化，并可用于信号质量参数缺陷的补偿。

以提高光学系统对测点正焦位置辨识精度为目标分析设计并行像散共焦系统。设计基于远心光路,采用20倍长工作距显微物镜作为系统物镜,采用2片正交对称配置的薄柱面镜组建像散镜组取代探测光路中的管镜,通过对像散镜组参数优化实现探测曲线过零点灵敏度的最大化,并利用像散原理的差动算法有效抑制了光学系统各种噪声和漂移对像散光场稳定性的影响,获得了高灵敏度、高稳定性、较好一致性的全场探测曲线。通过大量实验证明了优化像散镜组参数对提升探测曲线灵敏度的作用,证明了并行像散光场探测曲线有良好的稳定性,全场测点的正焦位置辨识精度能够达到50 nm。

基于菲涅尔衍射理论推导并行共聚焦系统的两种常用光路（显微与远心）的三维相干成像公式,发现两者在傍轴近似条件下并行探测能力没有明显区别,并且这一结果得到了实验证实。但是显微光路离轴探测光场在物面和图像面存在横向漂移,漂移随着离轴和离焦程度增加而增加,干扰了系统的轴向探测能力并且使正焦辨识过程复杂化,影响系统的测量效率;远心光路由于不存在探测光场的横向漂移,以及较好的结构可靠性使系统精度易于保证,应该成为构建并行共聚焦微结构探测系统的首选。

数字微镜器件（DMD）可以对反射后的光线进行分束，再经过透镜聚光后，能够形成点光源阵列，其中点的大小、间距都可以很方便地控制。相较于传统的微光学器件，DMD具有不可比拟的柔性，而且成本很低。利用DMD构建的数字并行光源可以用于并行共焦显微探测，实验搭建了一条适应于目前测量环境的光路，对比了周期不等的点光源阵列后，得到了在同时满足DMD和CCD的像素要求的前提下，阵列周期越小越能提高测量纵向分辨力的结论。

为满足汽车高速转弯行驶时的理想转向操控性和安全性、灵敏性,分析汽车双行星齿轮机构主动转向系统变传动比特性.通过选择合适的横摆角速度增益值设计理想变传动比曲线及转向角叠加曲线,并采用基于电流环、转速环的双环串级PID控制策略对主动转向助转角电机特性进行了仿真分析,结果表明该控制策略能有效改善汽车主动转向系统的助力转角电机的电流响应速度、超调量、峰值时间以及转速响应时间和车辆路径跟踪效果,从而提高汽车转向灵敏性和操稳性.