为了实现轻量化设计,航天器常采用复杂结构钛合金薄壁件作为承载、连接和定位元件,但是这类零件在切削过程中容易产生刀具磨损和变形,导致加工精度低,难以满足工作要求。基于钛合金薄壁件切削特性研究,采用超声振动金刚石车削方式控制切削力、装夹力引起的加工变形和残余应力,通过在线补偿修正刀具磨损误差;对壁厚(3~5)mm的典型星载钛合金薄壁件进行椭圆形超声振动切削,尺寸精度达到5μm,圆度误差为2.83μm,满足加工精度和稳定性要求。

建立起了形位误差评定的统一鞍点规划模型,给出了"最小条件"判据,提出了直接求解鞍点规划模型的遗传算法.最后以空间直线度误差为例,进行了误差评定.

建立起了空间直线度误差评定的非线性鞍点规划模型,给出了"最小条件"判据,提出了直接求解鞍点规划模型的遗传算法.最后对实际测量数据进行了误差评定.

根据光学表面在微观结构呈现出的自相似性,利用尺度无关的分形模型描述了其结构特征;采用结构函数法对抛光表面的分形维数进行计算,分析了粗糙度参数RMS值、误差波长、测量尺度、采样长度和采样点数对分形维数的影响规律.在此基础上,提出了采用一阶自回归分形模型对抛光表面进行模拟的新方法,分析了界定尺度、模型参数对分形特征和分形维数的影响规律.利用分形维数描述光学表面的微观结构具有评价方法简单、在一定范围内与测量尺度无关等优点.

对精密旋转设备的静、动平衡原理进行了深入分析,提出了相应的测量方法;为了减小对主轴回转精度的影响,进行了双校正面的动平衡系统设计和整机的静平衡系统设计,其结论对各类精密旋转设备总体结构和主轴系统设计具有指导意义。

针对传统驱动方式在快速定位方面的不足,研制一种基于音圈电动机驱动的快速精密定位系统,分析定位系统的关键部件——气浮滑块的承载力和刚度,设计能够满足音圈电动机和气浮滑块的、高精度联接要求的仿球形联轴器。研究快速定位系统的控制方法,通过比例积分微分（PID）预测补偿、模糊预测补偿来修正定位误差。在此基础上,测试快速精密定位系统的综合性能,实验结果表明,所设计的定位系统能够满足高精度和高频响的运动要求。

超精密快刀伺服加工技术适用于复杂面形光学零件的高效优质加工。文中通过分析快刀伺服加工的控制结构、压电陶瓷驱动性能，进行了超精密快刀伺服装置的设计与研制，建立了其传递函数模型。最后完成了典型复杂面形光学零件的加工试验，并对加工结果进行测试与分析，测试结果表明满足了设计的性能指标要求。

空间相机反射镜的工作环境复杂,和地基条件相差很大,其选材必须满足以下要求:反射镜材料属光学级,可以抛光,并能够镀高反射率膜层;面形精度(RMS)要求达到/40~/50;膜层反射率(=05~0.9m)要大于0.95;各向同性,尺寸稳定;抗辐照,在空间辐照条件下反射镜面形不变;比刚度大、热变形系数小。

超精密快刀伺服加工技术适用于复杂面形光学零件的高效优质加工。文中通过分析快刀伺服加工的控制结构、压电陶瓷驱动性能,进行了超精密快刀伺服装置的设计与研制,建立了其传递函数模型。最后完成了典型复杂面形光学零件的加工试验,并对加工结果进行测试与分析,测试结果表明满足了设计的性能指标要求。