阐述了激光干涉测量技术是高精度位移测量的最主要方法之一,具有测量范围大、分辨率高和测量精度高等优点.然而,随着测量距离增大,各项误差也随之增大.其中,余弦误差就在大行程激光干涉测量过程中成为一项不可忽略的误差.分析了余弦误差产生的原因,并设计了一套余弦误差修正系统来消除其误差.

以起重机轨道作为研究对象，研究了一种高精度、可自动化测量和实时在线分析的大长度轨道直线度的测量方法和装置。该方法利用准直激光束作为直线基准，携带光斑位置探测装置的小车行走于轨道上并根据激光光斑位置确定轨道测量点的偏差参数。光斑位置探测装置由一个接收屏、光路成像系统和一个二维PSD组成。针对300m长的起重机轨道的直线度测量，分析了装置的测量原理、数据处理方法，以及控制系统结构。并通过精度分析和误差评估证明了该方法和装置的可行性，仿真计算结果表明其原理误差仅为10^-5mm数量级，完全符合大长度轨道的测量要求。

用孔径拼接法测量大物体面形已获得成功，但在直角坐标下对圆柱物面形的测量还存在着困难．本文推导了圆柱坐标下的孔径拼接公式，并利用新的拼接公式模拟测量了一圆柱体面形．

温度变化对于大行程、高精度精密定位平台的精度有较大的影响，为此，提出了一种基于定位工作台热膨胀模型的实时温度补偿方法．试验结果表明，该补偿方法可将因温度影响而产生的工作台漂移均方根值降低80％以上，并且方法简单可靠，易实现实时补偿，能有效提高定位工作台的实际精度．

高精度定位平台通常以激光干涉仪为测量基准。根据测量原理，激光干涉仪的测量误差应为定位平台误差的1／3～1／2，这样才能保证测量结果的可信性。为此，对影响激光干涉仪测量精度的诸多因素作了分析，并在分析的基础上进行误差计算。计算结果表明，激光干涉测量系统的综合误差为12．3nm，满足定位平台的精度要求，二者在精度上能很好匹配。

以起重机轨道作为研究对象,研究了一种高精度、可自动化测量和实时在线分析的大长度轨道直线度的测量方法和装置。该方法利用准直激光束作为直线基准,携带光斑位置探测装置的小车行走于轨道上并根据激光光斑位置确定轨道测量点的偏差参数。光斑位置探测装置由一个接收屏、光路成像系统和一个二维PSD组成。针对300m长的起重机轨道的直线度测量,分析了装置的测量原理、数据处理方法,以及控制系统结构。并通过精度分析和误差评估证明了该方法和装置的可行性,仿真计算结果表明其原理误差仅为10-5mm数量级,完全符合大长度轨道的测量要求。

运用反相补偿法原理，从误差曲线中分离出系统误差并与其反相曲线叠加以消除系统误差的影响。给出了对精密定位平台宏动工作台和微动工作台进行补偿的具体实例，补偿后定位误差分别从17．4μm改善到1．3μm和从137．6nm改善到22．2nm。理论分析和实验结果表明，反相补偿法对于降低系统误差十分有效，但对于随机误差效果不佳。

对等步距多工位工作的纳米工作台，采用灰色模型能够同时对定位误差中的系统误差和随机误差进行动态补偿。讨论了提高灰色模型精度的方法，建立了改进背景值的等维新息GM（1，1）灰色预测模型。用5μm步距定位误差进行了一步预测分析，结果表明该模型具有较高的预测精度；5μm和3μm步距的定位误差预测补偿实验表明，工作台的定位误差可以控制在4．0nm以内。实验证明了灰色预测模型用于纳米定位系统动态补偿的有效性，且需要的建模数据很少、计算量小，适用于具有时变特征的精密定位系统。

为实现气动垃圾回收系统的实际应用,阀门控制策略方案的设计与验证十分重要;分析系统运行过程,抽象出系统运行参数并建立数学模型,确定系统"自下而上"的基本控制逻辑;设计分析了以单层循环式排空策略为代表的三种控制方案,确定单元式阀门控制为最优选择,并以数值模拟的方式对研究内容进行了验证;该方案使得系统执行排空动作时阀门开启次数较少,系统设备成本降低,安全性提高。

为实现高层住宅小区的垃圾回收资源化,应用气动技术实现气动垃圾回收系统的实际应用,完成系统方案设计。以项目示范工程的具体改造为例,展示系统整体规划及装配的解决方案。最终确定以高层垃圾回收管道及投放系统、地面智能化垃圾桶、地下气动垃圾输送系统为三大主要部分实现系统功能。气动系统整体损耗在20kPa以内,据此可以选择合适的动力系统实现气力输送功能。对系统主要承力部件——阀门闸板进行力学性能分析,得出垃圾的重力累积作用大于其投入系统过程中产生冲击作用的结论。初始阀门安装形式下应力集中明显,局部最大应力达到3.587×105 N,形变量最大处达3μm。优化阀座与闸板连接形式,其形变量增加幅度不超过0.1μm,满足可靠性要求。