巡天相机内振源的微振动必然导致空间望远镜视轴抖动,是制约高精度深度巡天观测的核心问题之一。深度巡天观测任务对微振动抑制提出了极高要求,然而具有多源、多向特性的大拼接焦面巡天相机微振动抑制难度大,突破微振动抑制技术成为巡天相机研制成功的关键因素之一。论文以巡天相机的多源、多向微振动抑制为研究目标,通过突破转轴安装空间尺寸约束下的大口径机械快门微振动抑制、大冷量制冷机组的被动隔振等关键技术,在国内首次实现大拼接焦面巡天相机微振动的有效抑制,为推动巡天相机的成功研制奠定相关方面的技术基础。论文创新性成果包括:1)通过开展巡天相机微振动源建模与特性分析,揭示了旋转对开式快门在不同方向上激振力的抵消与加倍关系,以及制冷机的谐振频率与工作基频的倍率关系。首先研究刚性转子旋转的数理模型,建立对开式机械快门微振动数学模型,开展其微振动特性分析,揭示旋转对开式快门激振力是在旋转对开方向抵消、在两轴线平面法向方向加倍的低频谐波微振动。开展有限元仿真分析,设计并研制快门攻关件进行试验,两者的结果均验证旋转对开式机械快门数学模型的有效性。其次研究斯特林型脉管制冷机微振动机理,建立其微振动数学模型,分析制冷机的微振动特性,揭示制冷机的微振动为其工作基频及其倍频的谐波振动。设计制冷机攻关件微振动试验,结果表明制冷机在三个方向均是以工作基频及其倍频的谐波振动,也验证了制冷机振动数学模型的有效性。建立的机械快门、制冷机数学模型均作为后续微振动抑制技术研究的基础。2)针对机械快门工作频率低、快门转轴安装空间尺寸等资源严格受限、无法采用传统被动隔振抑制激振力的问题,提出基于驱动曲线优化的微振动抑制方法和基于凸轮与杠杆相结合的动态补偿抑制方法,实现旋转对开式机械快门微振动有效抑制。首先研究基于驱动曲线优化设计的旋转机械微振动抑制方法,分析方波、三角、正弦波驱动的快门激振力响应情况,发现优化驱动曲线能够抑制快门激振力。建立和修正数学优化模型,以残余振动力峰值绝对值最小为目标,采取单纯形法优化驱动曲线,以快门微振动数学模型计算的法向振动力由2.92N降低至1.72N,降低了41%,并得到了仿真验证。其次针对旋转对开式快门横向激振力抵消、法向激振力加倍的特性,研究一种基于凸轮与杠杆相结合的动态补偿抑制方法,分析杠杆的惯性力反向补偿、比例放大、产生轴向分量的机理,通过使杠杆质点惯性力与快门激振力相等的方式实现法向激振力的动态补偿抑制,设计并对置激振力抑制机构抵消轴向激振力分量。以多项式拟合凸轮曲线,以激振力残差最小为目标,以单纯形法优化获得凸轮曲线后进行微振动模型数值解算和运动学仿真,结果表明:抑制后激振力幅值由2.38N降至0.29N,抑制率87.8%;验证了动态补偿抑制方法和优化的有效性。这些方法解决了在工程约束下的空间大口径旋转对开式快门法向激振力的抑制问题。3)基于传统隔振布局形式的被动隔振系统易耦合、制冷机组安装空间有限、难以通过隔振支撑中心与被隔振系统质心重合方式实现解耦的问题,提出基于柔性环节三正交的弹性环簧片结构的被动隔振系统,解决大冷量制冷机组多向微振动抑制问题。分别建立刚性系统的隔振模型和弹性系统的耦合隔振模型,利用两种模型各自优势:刚性系统模型可用于隔振系统刚度、阻尼、耦合度等参数设计与分析,弹性系统耦合模型则用于被动隔振系统的性能分析与研究。提出隔振系统设计原则。针对制冷机多自由度振动特点,创新地提出了一种基于柔性环节三正交的弹性环簧片结构的被动隔振系统。柔性环节三正交弹性元件参数设计与分析表明:新弹性元件的结构形状实现了三个平移方向的解耦。完成制冷机组解耦隔振系统的设计。隔振系统的布局设计和耦合度分析表明:隔振系统六自由度是解耦的,并由模态分析所验证。从而解决了在有限空间限制下解耦隔离系统的设计问题。开展无阻尼和有阻尼隔振系统传递率分析;经有阻尼隔振系统隔振,制冷机组在工作基频50Hz的扰动力传递率达到94%～97%,实现了制冷机组的振动抑制需求。最终突破了大冷量制冷机组多向微振动的抑制技术。最后,论文开展巡天相机整机微振动抑制,仿真验证本文提出的各种振动抑制技术和方法。基于上述各微振动抑制技术和方法,开展巡天相机上微振动的集成仿真分析,结果表明:巡天相机整机抑制后的微振动满足巡天相机的任务要求,实现了微振动的抑制目标。