为了实现某高能激光发射系统出厂后特别是外场使用时的快速装调，设计了一个光轴平行度装调仪。介绍了平行度装调过程、仪器的光学和机械结构设计，并建立了仪器的三维模型，对设计进行了干涉检查和优化。在此基础上，进行了有限元分析，校核机构的强度。本装调仪的优点是尺寸小、质量轻、便于携带、装调速度快，可以实现高能激光发射系统出厂后特别是外场使用时的快速装调。

为修正由轴系误差引起的水平式激光发射系统的指向误差，借鉴经纬仪视轴指向误差的修正方法——单项差法和坐标变换法，建立了激光发射系统指向误差的修正模型，得到了轴系误差在激光发射光路中的传递规律。介绍了系统光机结构及建模理论，导出了反射镜的作用矩阵。通过建立水平式跟踪架笛卡尔坐标系，将激光光束看作空间内一单位矢量，并借助矢量旋转与坐标变换，得到了各单项误差解析式；通过线性叠加得出激光发射系统指向误差的修正模型。结合电视跟踪系统所测量的激光束指向误差，采用最小二乘法拟合得出修正模型中各待定系数。实验结果表明：指向误差经修正后，系统在某两轨道上和天顶区域的指向精度可达到3．1”和9．7”，满足系统设计的精度要求。

为了满足对小型跟踪架低成本、短周期和高互换性的要求，提出了采用标准轴承轴系代替现有研磨轴系的轴系改造方法。分析了采用标准轴承后的轴系误差源，根据跟踪架的使用多为远距离探测跟踪等特点，给出变轴线晃动为轴线平移的消差方法。设计了水平轴系实验模型，采用p5级深沟球轴承进行实验测量，并用傅里叶谐波分析方法对数据进行了分析。实验结果表明：水平轴左右轴承安装时，轴承内圈径向跳动最大方向安装在同一方向时，轴系晃动最大误差为2．430”；轴承内圈径向跳动最大方向相差180°安装时，轴系晃动最大误差为6．126”，说明第一种安装方法会使跳动误差同步同周期变化，从而较大地减少轴系晃动。实验结果验证了消差方法的可行性，采用高精度等级轴承并采用提出的消差方法可以满足一般中小型跟踪架的精度要求。

为实现对水平式两轴转台中库德光路的快速高精度装调，建立了自准直平行光管与平面反射镜相组合的自准直装调和检测系统。介绍了水平式两轴转台中库德光路的组成和工作原理，根据光学自准直原理给出了库德光路的装调和检测方法；结合库德光路的特点推导出基于坐标变换的库德镜辅助装调模型，进而实现了库德光路的快速装调。最后，对装调好的库德光路进行了随经轴和纬轴转动的误差检测，得出两轴转台工作过程中库德光路的实际晃动误差。结果表明，通过装调的库德光路晃动误差仅为5．2”，满足设计指标要求的8”。该装调技术不仅适用于库德光路也可对其它的反射镜装调提供一定的借鉴和参考。

为了提高车载光电经纬仪的测角精度,提出了由基准平面误差导致测角误差的修正方法。根据车载光电经纬仪基准平面的结构,分析了基准平面的误差组成。基于光电经纬仪的基座上安装相互垂直的两个水平传感器,推导了根据水平传感器测得的倾角计算出整个基准平面的倾角和最大倾斜方向的计算公式。使用球面坐标系分析了由基准平面误差而产生的测角误差并给出了修正公式。实际跟踪测量表明,采用此方法进行测角误差修正效果较好,最大方位角修正角度误差在5′左右,最大俯仰角的修正误差为2′左右。

为了检测双电机单元光纤定位机构的定位误差,搭建了光学检测装置,用CCD相机对光纤头进行拍照来确定光纤在空间的准确位置.对光纤的重复性定位误差和到目标点的误差进行了检测.实验结果表明这一机构能够满足LAMOST工程对光纤定位的小于40μm的精度要求.

为修正水平式经纬仪的指向误差,提出了一种针对视轴指向的统一补偿模型。根据水平式经纬仪的光机结构,建立了照准坐标系和地平坐标系;通过两坐标系的几何关系得到目标在地平坐标系下的坐标方程,并对该方程进行全微分,得到地平坐标误差与指向误差的关系式。针对设备主要误差源之一（3轴误差）进行5次线性变换,推导出目标在地平坐标系中关于3轴误差的统一地平坐标误差方程;结合全微分所得关系式,求出指向误差关于3轴误差的统一补偿模型,将该模型与编码器误差模型线性叠加后获得水平式经纬仪指向误差的统一补偿模型。最后,对全天分布较为均匀的46颗恒星进行观测,得到了观测误差的实验数据,利用最小二乘法对该模型进行拟合,得到模型中各待定系数。实验结果表明,采用该模型进行修正后,设备总指向精度由修正前的40.1″提高到3.4″,满足...

根据高精度二轴跟踪系统的光学方案,设计了跟踪架中的四通结构。基于有限元法,应用MSC.Patran/Nastran软件对其进行了负载情况下的静力学分析;运用协方差法计算库德光路光轴偏角及各个反射镜镜面偏转。结果表明：只考虑四通自重和芯部静载荷情况下,俯仰角由-90°~＋90°变化时,四通经轴线上的最大变形量呈正弦曲线变化,最大为3.19μm,满足设计指标要求;由结构变形引起的库德光路光轴偏角最大为6.90,″满足系统精度要求。采用平行光管实测光轴偏角,与分析结果基本吻合,说明结构设计合理,分析所得数据正确可靠。

在分析了步进电机驱动芯片L297／L298的性能、结构的基础上，结合AT89C52单片机，介绍实现驱动步进电机的一种简单方法．文中给出了控制原理图。实测表明，利用该方法设计的步进电机驱动系统具有硬件结构简单、软件编程容易和价格低廉的特点。

为了满足一种新型三自由度光学检测靶标的直线运动机构在大行程、高速度情况下的精度要求，提出利用大跨距同步带直线驱动机构作为该系统的直线运动机构。利用UG软件和RecurDyn软件建立了同步带直线驱动机构的虚拟样机并进行多体动力学仿真计算，分析了导致负载在直线运动过程中产生直线运动误差的主要因素和同步带初始张紧力、负载加速度和质量对负载直线运动误差的影响规律，研究表明负载直线运动误差随初始张紧力的增大而减小、随负载加速度和质量的增大而增大，为同步带直线驱动机构在长距离直线运动精密机械中的应用提供了参考。