六维加速度感知在机器人、航空航天、超精密加工等领域均具有迫切的应用需求，已成为高端装备向“超精尖”发展的一项核心技术。并联式六维加速度传感器具有结构紧凑、动力学解耦精度高等突出优势，其测量性能与感知机构的操作性能有关。从工作机理的角度，阐述了并联式六维加速度感知机构与并联机器人、并联式六维力感知机构之间的差异。从数学和力学的角度，系统阐释了并联式六维加速度感知机构的静刚度、奇异性、基频共振和故障修复四项操作性能的表征和优化方法，并剖析了现有方法尚不具备自适应性的原因。接着，阐明六维加速度标定平台的必要性和基本要求，并分析了四种原理方案的优缺点。最后，指出挖掘感知机构“性能-结构-激励”三者之间的内在联系，并突破几何/拓扑结构的重构、标定平台的设计和优化这些关键问题，有助于充分发挥并联式六维加速度感知机构的性能优势。

多路并联二极管结构是实验室获取低能量、大面积、高剂量率X射线的有效途径之一。本文采用点源数值积分的方法开展了单环和五环并联结构二极管的辐射场剂量均匀性研究。结果表明：距离圆环很近的平面上，辐射场主要集中于圆环在该平面的投影位置，随着距离的增大，辐射逐渐向其他区域分散；对于单环结构二极管，当距离z<15 cm时，随着距离的增大，剂量均匀性>80%的面积先增大后减小，而计算区域内的总剂量逐渐减小；综合考虑剂量均匀性和总剂量，单环结构二极管辐射场最佳实验区域为z=7~9 cm；圆环内径减小只会增强环中心投影点附近的剂量，而平面上剂量均匀性会变差，当圆环外径为10 cm时，最佳内径为8~9.5cm；相比单环，五环并联结构二极管能够大幅增强辐射剂量，明显改善辐射场剂量均匀性和显著增大有效实验区域，z为11~17 cm范围内，五环结构二极管剂量均匀性没有出现大的波动。

为了解决传统微定位平台运动范围小、寄生运动和交叉轴耦合严重导致运动精度低等问题，提出了一种音圈电机驱动的全簧片式大行程、空间多自由度并联柔性解耦微定位平台。首先，介绍了含簧片型柔性球铰的大行程多自由度并联柔性机构的结构和变形原理。接着，以空间三自由度为例，推导了动平台的运动学方程，建立了机构的输入刚度模型，并基于柔度矩阵法对柔性球铰进行了柔度建模和设计，从而确定了微定位平台的参数。此外，分别对三自由度方向进行了系统动力学模型辨识，并基于模型设计了一种相位超前PI反馈控制结合滑模前馈控制的复合控制器。最后，搭建了平台实验系统来验证其轨迹跟踪性能。实验结果表明：与经典的PID控制相比，该复合控制方法能够使得轨迹跟踪性能提高95%以上，加入的滑模前馈也能够有效消除单纯反馈控制产生的相位滞后。并且，所提出的多自由度微定位平台能够实现±3.23 mm×±21.50 mrad×±20.30 mrad的运动范围，具有行程大、稳定性好和精度高等特点，可以用于许多需要大行程高精度的空间定位场合。

为减小地基大口径望远镜在光学追踪过程中重力变形对成像质量的影响，设计了一种基于柔性铰链的高侧向刚度、亚微米精度并联调整机构。首先，介绍了系统组成并针对技术指标的要求，开展了两自由度柔性铰链设计。建立了柔性铰链并联机构的等效运动学模型和刚度模型，搭建了并联机构刚柔耦合运动学仿真系统，分析了柔性铰链对机构精度的影响。最后，搭建实验测试系统，来验证柔性铰链的设计合理性和并联调整平台刚柔耦合运动学分析的准确性。仿真和测试结果表明，柔性铰链转动刚度误差控制在3.54%之内，小位移（微米/角秒量级）运动精度达亚微米量级，大位移（毫米/度）运动精度与仿真结果对比误差控制在微米量级，机构侧向刚度优于60 N/μm，能够满足地基望远镜光学成像的要求。

变形误差对高精度调姿装备末端定位精度的影响不可忽视。为提高2RRPU/2RPU/U两轴并联调姿平台精度，提出了基于刚度模型预测误差趋势与神经网络算法提升预测精度的误差补偿模型。首先，在调姿平台全雅克比矩阵和弹性变形矩阵的基础上建立理论刚度模型，与Ansys数据刚度模型预测对比验证受载变形趋势预测的有效性。然后，搭建基于Simulink-Adams-Ansys-OPC的模拟仿真环境，随机载荷下采集平台全姿态仿真数据，基于刚度模型和速度雅克比矩阵对姿态误差和驱动误差趋势进行预测，基于速度雅可比实现末端误差到驱动补偿的映射，进一步利用神经网络算法提升误差预测的精度。仿真实验结果表明采用误差补偿模型后调姿平台获得位姿精度提高9%，验证了“刚度预测-神经网络”模型对平台姿态精度提升的有效性。

提出了一种基于光学游标效应的并联法布里-珀罗干涉仪，实现了高灵敏度的光纤拉力传感。为实现高质量的游标效应，该传感器由两个法布里-珀罗干涉仪并联组成，分别为传感干涉仪和参考干涉仪，在此基础上，采用光纤衰减器来精确调控参考干涉仪的插入损耗，便于波长和强度之间的完美匹配。实验结果显示，并联后的拉力灵敏度达到了63.5 nm/N，线性度为99.26%，与单一传感干涉仪相比灵敏度提高了15.8倍。同时，温度串扰仅为9.8×10^-4 N/°C。该传感器具备制作简单、灵敏度高、机械强度高、体积小以及成本低等优点，为恶劣条件下拉力测量提供了应用参考。

基于最新研制的小阳极结反向并联肖特基二极管芯片，设计和制造了320~360 GHz固定调谐分谐波混频器。混频器的结构采用的是传统电场（E）面腔体剖分式结构：将二极管芯片倒装焊粘在石英基片上，再用导电银胶将石英电路悬置粘结在混频器下半个腔体上。电路设计采用场路相结合的方法：用场仿真软件建立混频电路各个功能单元的S参数模型，将它们代入非线性电路仿真软件中与二极管结相结合进行混频器性能整体仿真优化。最终测试结果表明，谐波混频器的双边带在4~6 mW的本振功率驱动下，在320~360 GHz超过12%带宽范围内，双边带变频损耗均小于9 dB；混频器在310~340 GHz频带范围内，双边带噪声温度最低为780 K。声温度最低为780 K。