| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 研究背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展动态分析 | 第11-14页 |
| 1.3 论文主要研究内容以及组织结构 | 第14-16页 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 | 第14-15页 |
| 1.3.2 论文组织结构 | 第15-16页 |
| 1.4 本章小结 | 第16-17页 |
| 2 新型高精度光栅测量系统整体方案设计 | 第17-26页 |
| 2.1 光栅测量基本原理 | 第17-20页 |
| 2.1.1 几何光学原理 | 第17-18页 |
| 2.1.2 衍射光干涉原理 | 第18-20页 |
| 2.2 新型高精度光栅测量系统设计方案 | 第20-22页 |
| 2.2.1 硬件电路部分 | 第21页 |
| 2.2.2 光路部分 | 第21-22页 |
| 2.2.3 机械部分 | 第22页 |
| 2.2.4 测头自聚焦控制系统 | 第22页 |
| 2.3 系统工作流程 | 第22-24页 |
| 2.4 关键技术 | 第24-25页 |
| 2.5 本章小结 | 第25-26页 |
| 3 新型高精度光栅测量系统硬件电路设计 | 第26-36页 |
| 3.1 硬件电路设计方案 | 第26页 |
| 3.2 芯片选择 | 第26-29页 |
| 3.2.1 主控芯片选择 | 第26-27页 |
| 3.2.2 STM32F103RCT6芯片的特性 | 第27页 |
| 3.2.3 模数转换芯片选择 | 第27-28页 |
| 3.2.4 AD7606芯片介绍 | 第28-29页 |
| 3.3 硬件电路设计 | 第29-35页 |
| 3.3.1 系统电源设计 | 第29-31页 |
| 3.3.2 光电探测器设计 | 第31-32页 |
| 3.3.3 信号调理电路设计 | 第32页 |
| 3.3.4 高精度模数转化电路设计 | 第32-34页 |
| 3.3.5 STM32F103RCT6主控电路设计 | 第34-35页 |
| 3.4 本章小结 | 第35-36页 |
| 4 新型高精度光栅测量系统光路设计 | 第36-44页 |
| 4.1 光路系统整体设计 | 第36-37页 |
| 4.2 分布反馈式激光器 | 第37页 |
| 4.3 光学镜片的选择及其作用 | 第37-41页 |
| 4.3.1 光栅 | 第37-39页 |
| 4.3.2 分光镜 | 第39-40页 |
| 4.3.3 反射镜 | 第40页 |
| 4.3.4 柱面镜 | 第40-41页 |
| 4.3.5 准直镜 | 第41页 |
| 4.3.6 物镜 | 第41页 |
| 4.4 新型高精度光栅测量系统机械结构设计 | 第41-43页 |
| 4.4.1 光路系统搭载平台选择 | 第41-42页 |
| 4.4.2 光路系统可调节机械结构设计 | 第42-43页 |
| 4.4.3 光路系统其他机械结构设计 | 第43页 |
| 4.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 5 测头自聚焦控制系统设计 | 第44-55页 |
| 5.1 基于BP神经网络的PID控制器设计 | 第44-49页 |
| 5.1.1 BP神经网络原理 | 第44-45页 |
| 5.1.2 基于BP神经网络的PID控制器 | 第45-49页 |
| 5.2 基于MPSO优化的BP神经网络PID控制器设计 | 第49-53页 |
| 5.2.1 变异粒子群优化算法 | 第49-50页 |
| 5.2.2 MPSO-BP-PID控制器结构 | 第50-51页 |
| 5.2.3 MPSO-BP-PID控制器工作过程 | 第51-53页 |
| 5.3 压电陶瓷PZT建模 | 第53页 |
| 5.4 本章小结 | 第53-55页 |
| 6 新型高精度光栅测量系统实验分析 | 第55-69页 |
| 6.1 概述 | 第55-57页 |
| 6.2 光路系统调整与组装 | 第57-60页 |
| 6.3 电路系统功能测试实验 | 第60-63页 |
| 6.4 自聚焦PID仿真实验 | 第63-65页 |
| 6.5 系统调试 | 第65-68页 |
| 6.5.1 光学系统信号 | 第66页 |
| 6.5.2 系统静态实验 | 第66-67页 |
| 6.5.3 系统分辨力 | 第67-68页 |
| 6.5.4 系统性能 | 第68页 |
| 6.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 7 总结与展望 | 第69-72页 |
| 7.1 总结 | 第69-70页 |
| 7.2 展望 | 第70-72页 |
| 参考文献 | 第72-75页 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况和参加的科研项目 | 第75-77页 |