数控机床装备水平决定国家的制造能力，具有许多明显优点的并联机床是数控机床发展进化的方向之一。并联机床因其为闭环机构链，理论上具有刚度好、精度高和配置多样等优势，在制造领域具有很广泛的应用前景。其中，少自由度并联机构作为重要构型已成为制造装备领域令人十分关注的热点前沿。 目前世界各国对并联机床的研发总体上仍处研究、试制和试用阶段。与国外相比，国内对并联机床理论、设计与应用等方面的关键技术研究仍有较大差距，我国已研究问世的大多数并联机床均存在动态刚度和加工精度相对较低的共同问题。因此，利用现有技术有效的分析机构运动学、动力学性能、对机床的工作能力进行合理评价，寻求提高机床动态性能的有效解决途径，成为并联机床研究中一个亟待解决的问题。 本文针对一种新型3-UPS混联机床的机构构型、运动性能、动力学和动态性能等方面进行了比较深入的研究。 (1)在机构分析的基础上，本文将3-UPS并联机构分解为3条UPS主动链和1条平行从动约束链。以雅可比条件数作为机构运动性能衡量指标，对3-UPS并联机构的分析表明：含有从动约束链的3-UPS并联机构，可操作性能不仅取决于主动链性能，同时还受约束链运动性能的影响，用作测量的约束链对整个机构可操作性能的影响要大于主动链产生的影响； (2)以机构静刚度和刚度雅可比矩阵条件数为评价指标，对工作空间不同截面的机构刚度分析表明：机床在工作空间内，刚度变化平稳，无突变，有利于保证加工过程稳定性；3-UPS机构具有一般并联机构所具有的承载能力强，支链变形对机构执行端无累积等优点；机构静刚度存在对称性和较强的方向性，在主要受力方向上整机刚度远大于支链刚度，机床布局方式适合于机械加工，有利于提高加工精度； (3)以多体动力学方法对3-UPS并联机构进行动力学建模研究，采用拉格朗日法分别对3-UPS并联机构子结构建立了动力学模型，并根据子结构间的约束关系建立了对应的运动约束方程，进而获得了3-UPS并联机构多体动力学模型； (4)基于虚拟样机技术的并联机床多体动力学建模方法易于针对不同的设计要求及初始条件进行分析。通过对3-UPS并联机构虚拟样机模型的动力学及动态性能等问题的研究，确定了影响机床动态性能的薄弱环节，针对机床运动过程中构件受力弹性变形所引起的动态误差提出了补偿方法； (5)创新性地提出了在约束链关节增设刚度和阻尼控制器来改善机床动态性能的办法，并对不同的控制方案进行了对比分析。分析结果表明，将阻尼控制器布置在模态分析确定的薄弱构件铰节点位置，可明显改善机床局部薄弱环节的固有特性，并提高机床整机的动态性能。本文对3-UPS混联机床动力学、动态性能等若干问题的研究成果，为3-UPS混联机床物理样机的设计、动态性能的控制提供了有益的理论依据和数据参考。然而，影响3-UPS混联机床动态性能的因素复杂繁多，提高机床动态性能的研究是理论与实际相结合的长期探索过程，还需要在整机参数化建模以及机床刚度和阻尼的实时控制等方面进一步深入研究与探讨。