在每次磨削加工前，需对超精密纳米磨床进行对刀，每次对刀过程耗时较长，反复装夹时需多次对刀，且结果存在人为误差，精度难以保证。因此在磨削成形阶段对误差的控制和面形精度的分析，是提高小口径非球面磨削加工效率的关键。首先根据磨床的结构特征，运用多体系统理论和位姿特征建立了通用误差模型。在此基础上结合实际加工曲线方程，忽略模型中出现的所有二阶小量，建立了基于主要误差源的实用小尺寸非球面误差模型。然后用MATLAB软件计算出主要误差源对面形误差的传递函数，并对主要误差因素进行仿真，分析对比结果表明，机床x方向的对刀误差和圆弧半径误差是影响面型精度的主要因素，最后对主要误差因素利用MATLAB程序提出了新的测量辨识方法，反求得最优解的误差值，为后续的补偿加工实验提供了数据支持。