精密旋转轴系是现代机械加工中高精度机床等设备的核心构件,转轴空间运动直观的主要表现形式为回转误差与圆度误差,回转精度是决定工件加工精度的重要衡量指标,所以对其监测与定量分析显得尤为重要,本文以三点法误差分离技术为基础,对提升精密旋转轴系的回转误差分离精度以及误差评定方法展开研究。首先,本文通过对现有误差测量、分离工作以及误差形状评定工作进行分析,针对原始信号存在噪声干扰,确定了频域以及时域内去噪方法,针对预处理过后的振动信号,简要分析数据拟合方法,对于采样信号中不确定性成分,简述了不确定性来源及传递过程。其次,论文对比分析了常见的误差分离方法,选用三点法误差分离技术并进行深入研究。详细阐述该方法的原理及过程,通过分析发现在噪声环境下,噪声信号传递函数对分离精度具有重要影响,由此提出以噪声传递函数作为优化目标的数学模型,通过对该模型各阶频率成分的∞-范数考虑,达到噪声抑制效果的最佳状态并得到能够提升分离精度的传感器安装角度最优值,进而进行仿真分析。再次,通过理论分析得出,对于回转误差形状的评定问题可以将转轴的运动误差改变为线性的误差极小化问题,经过对回转误差的可观测性与复频域分析,提出了对转轴回转误差评定的数学模型。针对单截面的回转误差,使用最小包容方法对其进行评定的同时引入差分进化算法对结果进行优化,并使用该方法对仿真结果进行评定。最后,构建精密旋转轴系回转精度测试与分析实验系统,实现对转轴运动误差数据的采样与处理,验证了论文中理论研究的真实性,同时对误差分离过程中不确定性的影响进行定量分析。论文围绕提升三点法误差分离精度以及回转误差评定方法展开研究,通过仿真分析与实验验证了抑制噪声信号传递的误差分离精度提升方法与回转精度评定优化算法的可靠性与正确性。本文研究内容涉及高精度加工制造以及航空航天等多种重要领域,对精密旋转轴系回转精度的测试与分析,对于精密仪器加工行业以及精密零件生产的工业水平提升具有重要意义。