精密测量仪器是精密制造业的前提,而光栅测量系统是微纳米测量的一个研究热点,其采取非接触光学测量的方式,综合机械学、光学、微电子学等多种新型技术,将物体的位移变化量转化为对应的电信号变化量。具有精度高、适用性广、非接触、无磨损等优点。因为成熟的微小化技术,激光发射器、聚焦光路、光电探测器等硬件,都集成在DVD读取头内部,因此DVD读取头非常适合应用在非接触测量、光学测量。且基于DVD读取头的位移测量系统具有高精度、非接触、成本低廉、体积小等优点,非常适合进行超精密检测。首先,本文将DVD读取头与光栅结合,设计了一套基于DVD读取头的新型高精度光栅测量系统。在分析DVD读取头的内部构造,工作原理和聚焦原理基础上,利用DVD读取头的误差聚焦信号与聚焦面的位移量在一定范围内线性相关的工作特性,设计并搭建了一套基于DVD读取头的新型高精度光栅测量系统,并对其进行了位移测量实验。其次,建立了基于NAPSO-SVM的动态测量误差预测模型,并对实际系统的动态测量误差进行了建模预测。在研究并比较传统的动态测量误差建模预测方法基础上,针对支持向量机的参数难以确定且传统粒子群优化算法易陷入局部最优的问题,将基于自然选择策略和模拟退火机制的改进粒子群算法(NAPSO)用于支持向量机参数的整定,建立了 NAPSO-SVM的预测模型,并对系统动态测量误差数据进行预测。预测结果与PSO(粒子群)-SVM和GSO(萤火虫)-SVM进行对比,结果表明本文提出的NAPSO-SVM模型的预测结果优于其余两种预测模型。该模型为实际高精度光栅传感系统的误差修正提供了理论依据。最后,将NAPSO-SVM模型的预测结果用于本测量系统的动态测量误差修正,提高了系统测量的精度。对修正结果和系统的测量结果进行比较并进行简要分析,证明了本文提出的NAPSO-SVM模型的预测及修正方法的有效性。