针对某高超声速风洞攻角机构,分析其特殊结构特点和运动学规律,对其参数辨识和控制方法进行了研究。首先,对攻角机构进行运动学建模,讨论了俯仰和偏航自由度的非线性运动学模型;针对俯仰和偏航自由度传动链误差因素多的特点,采用激光跟踪仪进行检测,并结合非线性最小二乘方法对其运动学模型中的参数进行了精确拟合。试验结果表明,参数辨识结果满足机构精确定位要求,定位精度优于1'的精度指标。针对俯仰和偏航机构非线性传动的特点和风洞试验对机构速度准确控制的需求,在参数辨识的基础上,采用虚轴、电子凸轮和电子齿轮技术,实现了对俯仰和偏航自由度速度的精确控制,速度控制精度优于0.5(°)/s的精度指标。

为了高精度分离与修正纳米测量机工作台直线度运动和角运动误差引起的阿贝误差，介绍了一种利用速度瞬时中心进行分离的方法，推导了工作台在任意时刻的速度瞬时中心坐标计算公式，根据该公式计算出由于直线度引起的工作台上任意测量点的坐标测量误差．从原理上设计了直线度误差分离与修正的实验方案，解决了传统阿贝误差分离与修正方法中以旋转中心为工作台中心点、阿贝臂长度计算不准确的问题．

为了建立高精度的三坐标测量机相关性动态误差修正模型,应用偏最小二乘回归法和支持向量机研究动态误差混合建模方法,分析了三坐标测量机的动态误差来源及特点,介绍了偏最小二乘回归法和支持向量机的基本原理及算法,编制了相应的混合建模软件。应用双频激光干涉仪设计了测量机动态误差实验装置,进行了相应的误差分离实验。应用偏最小二乘法确定测量机动态误差主要影响因素,得出坐标变量y、z和x是主要影响因素、测量速度v是次要影响因素的结论。结合主要影响因素分析结果,应用支持向量机和动态误差实验数据建立了测量机的空间动态误差模型,并进行比对和验证,应用混合建模方法建立的修正模型精度可以达到±0.02μm,高于未利用偏最小二乘法±0.75μm的建模精度,完全可以用于三坐标测量机相关性动态误差的高精度建模。

主要对未定系统误差的评估及合成方法进行详细地研究,分析了未定系统误差的来源、性质、服从的概率分布、消除及减小方法和合成方法,掌握该评估及合成方法,可以正确分析和提高仪器的精度.

由于通用型手动检测拨叉孔轴线位置度的设备难以满足工厂的生产检验要求,高精度自动化检测设备已成为各个生产零部件企业检验产品的必要设备。本文针对某型堆垛机的零部件拨叉设计了拨叉孔轴线位置度的气动测量装置。基于气动测量原理和实际需要,进行了机械结构和系统软件程序设计,并通过系统仿真实验。结果表明,该测量装置的结构简单、使用方便、精度可靠,可以满足该型堆垛机在物流技术上的应用。