激光干涉测量技术以其测量准确度高、分辨力良好和测量范围大等特点,广泛应用于芯片加工,高精密设备制造等领域的精度检测工作中。不断提高的加工制造精度对生产工艺水平提出越来越高的要求,这使得相关的高精密测量技术精度也必须得到相应的提升。拍频Fabry-Perot(法布里-珀罗,下文简称F-P)激光干涉测量技术能把位移,应变等常规几何量的测量溯源到时间频率上。其测量准确度理论上可以达到皮米量级,其测量准确度能够满足现代生产工艺测量技术的计量体系精度要求,因此开展高精度的拍频F-P激光干涉测量技术研究具有重要的研究意义。论文介绍了拍频F-P干涉测量技术和常用控制方法的国内外研究现状,描述了拍频F-P激光干涉测量原理,分析了测量系统相关的仪器设备的工作特性,引出了整个测量过程中微动控制和透射光强峰值锁定控制设计优化的必要性。首先提出了采用一种基于积分分离的数字增量型梯形PID控制方法来对微动系统的控制性能进行有效的优化,从而提高其定位准确度;其次采用神经网络优化后的模糊PID控制方法对透射光强峰值锁定的控制性能进行改善,从而提高测量系统光强锁峰准确度。为了有效地消除实际数据采集过程中存在的多种小幅度高频噪声,提出了结合递推式滤波、中位值滤波和算术平均滤波三者优势的递推式防脉冲平均滤波法,提高了采集到的拍频信号、透射光强信号的信号质量。针对测控软件多种功能并行执行时存在执行效率低下,实时性差的问题,提出了基于轻量级并行编程的软件设计方法,将原有的测控功能模块进行并行化任务处理,从而提高了测控软件的实际运行性能。最后搭建了测量系统的实验装置,主要通过微动系统控制性能测试、透射光强锁峰控制性能测试、非线性误差测量三个实验对控制性能改良和测控软件优化后的拍频F-P激光干涉测量系统的工作性能进行验证。微动系统控制性能实验结果表明基于积分分离的数字增量型梯形PID控制方法加载到微动系统后,使得微动系统在0.8μm移动范围内的定位标准偏差从原来的7.63nm提升至0.86nm,在15μm移动范围内的定位标准偏差从原来的10.02nm提升至1.31nm,验证了该微动控制方法的有效性。透射光强锁峰控制性能测试实验结果表明神经网络优化后的模糊PID控制方法加载到测量系统后,透射光强能够不断地锁定到110mV的透射光强峰值附近,其标准偏差约为2.49mV。比未优化前的参考透射光强峰值强度更高,也更加精确。非线性误差测量实验表明使用拍频F-P激光干涉测量系统测出的非线性误差最大值为1.79nm,最小值为-1.32nm,并具有比较明显的周期性,与其标准测试报告中给定的非线性误差基本相符。这些性能测试实验结果表明经过优化后的拍频F-P激光干涉测量系统在微纳米测量范围内具有亚纳米量级的非线性误差测量不确定度,验证了本文所采用的相关控制算法和软件优化方法的可行性和有效性。