中文摘要：

针对数字化精密机械测量仪器和装备需要解决位移传感器信号的高倍数高精度细分问题，本项目提出采用采用空域的思维方式去分析精密位移测量问题，提出空间序列的概念。拟采用时空对偶方式研究利用时间序列理论构建空间序列理论，建立状态时间模型和空间序列模型，以完成对时间量的精确预测的方法。本项目提出将空间域的信息变换到时间域进行处理，利用空间序列理论建模技术，通过软件对数据进行处理后，再利用新型高速微处理器技术返回到空间域，从而研究一种新型的光栅莫尔条纹信号细分方法――软细分。基于时空变换技术研究具有空间意义的时间脉冲产生机理，研究利用时间脉冲实现对空间脉冲的实时细分方法，以及细分误差实时修正技术。拟研制出高性能软细分电路样机，分别开展角位移和直线位移细分实验研究，实现最大细分倍数400，角位移细分精度优于信号周期的±1％?，直线位移细分精度优于信号周期的±2％?，达到国际领先水平。

结论摘要：

针对数字化精密机械测量仪器和装备需要解决位移传感器信号的高倍数高精度细分问题，项目突破传统细分方法的研究定势，提出采用空域的思维方式去分析精密位移测量问题，基于时空对偶构建空间序列模型，利用光栅周期性的栅线作为触发位置进行等空间位置间隔采样，通过运动过程中时间、速度、加速度等三个状态变量建立描述光栅运动的状态方程，构建空间序列自适应回归模型完成对时间量的精确预测，利用时空变换技术将空间域的信息变换到时间域进行处理，从而研究一种新型的光栅莫尔条纹信号细分方法――软细分。基于时空变换技术研究具有空间意义的时间脉冲产生机理，研究利用时间脉冲实现对空间脉冲的实时细分方法，以及细分误差实时修正技术。研制出高性能软细分电路样机与Heidenhain角位移传感器和直线位移器分别开展细分实验研究，实现最大细分倍数400，角位移细分精度优于信号周期的±1％，直线位移细分精度优于信号周期的±2％。本项目提出的软细分方法是从原理上进行创新，突破了传统细分方法对光栅两路信号的正弦性、正交性和一致性的苛刻要求。相关研究成果不仅适用于光栅，还适用于磁栅、容栅、球栅等其他位移传感器，具有重要的应用价值。