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目前，大型高精密光机系统设计都采用了先进的仿真设计手段，如：光学设计普遍采用了Code V、Zemax等仿真设计工具，机械设计采用MSC_PATRAN、MSC_NASTRAN、ANSYS、IDEAS等有限元分析计算工具。目前，还没有一种光机一体化的仿真设计工具。 光机集成有限元分析方法是将光学、机械学、力学、热学等多个学科综合考虑并进行相关性仿真设计，其主要研究内容是在各种载荷作用下，预示光机系统中光学元件及其支撑结构的变形，光学元件变形包含刚体位移和表面畸变，光学元件的刚体位移将影响光学系统的离焦、离轴、倾斜，光学元件表面畸变将影响光学系统的像差，而Patran分析计算的结果不能把刚体位移和表面畸变分离出来。光机集成有限元分析方法就是通过分离三种形式的刚体位移和光学表面畸变的PV值和RMS值，指导光机系统的设计、误差分配和装调，并将数据转换成光学分析软件CODE V可接收的数据形式，对光机系统做整体成像性能评价。 本文详细介绍了光机集成仿真的若干关键技术。介绍了Zernike拟合的Gram-Schmidt以及奇异值分解两种方法；论述了Zernike拟合时的方向问题，计算了法线方向的面形误差；针对Zernike拟合时的藕合与混淆，采用先用齐次坐标变换去除刚体位移，再用奇异值分解进行Zernike拟合。在Windows环境下用Matlab语言具体实现，并对所采用的方法进行精度分析。