采用音圈电机实现直线位移校正，采用最少拍控制理论对音圈电机进行位置反馈控制，实现了快速响应，无稳态误差，超调小，扰动快速恢复，高分辨力等传统PID控制算法无法大幅优化的控制系统性能指标。

根据某大口径望远镜水平轴系的结构设计方案,利用结构分析软件I-DEAS,建立了结构分析模型,求得了水平轴系前几阶固有频率和振型图.分析结果显示出了水平轴各部分结构振动的强弱分布,为结构的动力学优化设计提供了可靠的依据.提出了次镜支撑的偏置十字型中心结构,该结构具有较高的谐振频率,因此可以用于大口径望远镜中.

研究了一套能实现机动式布站的米级车栽可见光和红外高分辨率光学成像系统新方案．主系统口径1．2m，采用无焦卡塞格林形式，遮拦比1：10；机上中、长波红外成像通道采用共口径光谱分光、二次成像的形式，冷阑匹配效率100％，F数为4；机下成像光学系统焦距47m，F数为39，光学设计满足高分辨率与白天成像的要求，且成像质量达到衍射极限；各通道光学系统结构紧凑.光学设计与分析结果表明：该套光学系统能够用于空中和空间目标的全天时移动式高分辨率可见、红外成像.

为了研究和优化地基大口径望远镜系统的整体性能,对其整系统进行了有限元建模和分析。针对1.23 m口径的光电望远镜,研究了望远镜各部件的结构特点及连接关系,论述了相关部件的简化方法,建立了整系统的有限元模型。计算了当望远镜指向天顶和水平状态时系统的重力变形情况,给出主次镜的变形结果。分析了望远镜在风载和地震波载荷作用下的动态响应情况并给出了响应结果。分析表明：风载作用将引起望远镜主次镜光轴偏心,其偏心误差RMS值为0.025″,满足系统设计要求;地震波引起主次镜在3个方向上的位移较大,但最大应力为16.67 MPa,不会破坏望远镜系统的结构。

针对口径为2060mm的地基大口径望远镜主反射镜，选用SiC材料和新型拱形轻量化结构进行了详细的轻量化参数设计，并对支撑环半径进行了优化。对于Whiffie tree 18点支撑和27点支撑形式，从静力学（重力作用）和热力学两方面对比分析了两种轻量化结构的镜面变形，结合SiC反射镜的加工工艺，最终确定18点支撑的轻量化结构为首选方案。同时，就SiC反射镜对稳态温度差导致的热变形较敏感的问题，提出可通过设计与镜体热变形相匹配的支撑结构来满足镜面变形的要求。

第三反射镜（简称三镜）在大口径地基光电望远镜系统中作为关键部件之一,其面形精度直接影响着望远镜光学系统成像质量.为准确设计出符合工程实际的三镜结构,从三镜镜体几何尺寸、镜坯材料、轻量化孔结构形式、支撑方式等方面进行分析,并借助于有限元工程分析软件ANSYS,MSC.Patran/Nastran对三镜的支撑点位置、支撑孔壁厚度、镜面面板厚度、镜子外边框厚度、背部肋板厚度以及镜子外边缘倒角尺寸等镜体结构参数进行优化分析,得到了使镜面面形最优的镜体各结构参数.优化后三镜镜面变形RMS值为8.98 nm、PV值为38.03nm,均满足光学设计要求.研究成果可为同类光机系统设计提供参考.

为在外场环境下对大口径望远镜进行系统波像差的检验,研制了一套具有高探测能力的shack-hartmann波前传感器.利用恒星作为光源,对口径1m、焦距11m的大口径望远镜进行了波像差检验实验,测量结果为系统波像差在0.39λ～0.46λ rms之间,且随着俯仰角的增加而增大,主要像差形式为3阶0°像散,与星点检验的结果一致.

望远镜的俯仰运动会使主镜相对镜室的位置发生改变,进而影响望远镜的稳定成像。为了校正主镜位置变化,本文提出了利用液压支撑对主镜相对镜室位置进行实时控制,实现对主镜稳像的方法。利用实验室现有的1.23mSiC主镜为监测目标搭建了测试系统,设计了基于6个位移传感器的位置监测系统。在未启用和启用液压稳像技术两种状态下,测试了主镜位置变化,并对主镜位置进行解算,试验结果表明液压支撑技术有确实的稳像效果。当镜室转动40°时,未稳像的主镜其X向平移变化为150μm,绕X轴转角为2.5"。采用液压稳像后,X向平移变化减小为3μm而绕X轴转角减小为0.4"。测试结果表明,基于液压支撑的主镜稳像技术可以实现对主镜位置的实时检测和控制。

大口径望远镜主镜的面形精度是影响望远镜成像质量的关键因素之一。光电系统中主镜轴向支撑点位置，对面形精度起着非常重要的作用，主镜支撑点位置合理与否，在一定程度上影响着光学系统的成像质量。本文对大口径望远镜主镜的轴向支撑和径向支撑技术进行了详细地研究，利用有限元软件ANSYS建立了主镜的参数化模型，对不同口径主镜的轴向支撑点数目和位置进行了优化，从而给出了最佳支撑点的位置。优化分析结果表明了，主镜的面形精度满足系统的精度要求，并且轴向支撑对镜面的面形影响较大。

轴向支撑对大口径主镜的定位及镜面变形有着重要的作用，为了深入开展该课题的研究，在传统机械whime．tree支撑的基础上引入了轴向液压Whiffle，tree支撑。首先，从三点运动学定位支撑原理出发，介绍了Whiffle．tree支撑的特点与分类，着重对比分析了液压Whiffle．tree和机械Whiffle．tree支撑的优缺点。进而，根据液压Whiffie．tree的特点，分析推导了其建模方法，并运用该方法对一块18点液压轴向支撑的大口径主镜进行了静力学分析与优化，拟合后镜面变形RMS值为18．6nm，满足设计要求。同时通过对不同建模分析结果的对比，验证了该建模方法的合理性和正确性，为大口径主镜的轴向支撑分析提供了一种参考。