大口径天文望远镜的发明促进了天文学的发展,为了应对日益严峻的大口径镜面的设计、加工等问题,拼接镜面技术应运而生。支撑子镜面的微位移促动器是拼接镜面技术中的关键结构,其决定着子镜面位姿调整的精度及稳定性,对反射面面形精度的提高起着决定性作用。促动器及其控制系统作为微机电一体化系统,面临着结构性误差和原理性误差两大误差问题。为了获得更高的成像精度,就必须针对两大误差进行来源分析和解决方案的探讨。本文基于以上目的,从微位移促动器运动特性出发,研究分析影响其运动精度及运行稳定性的因素并提出可行的解决方案。首先,对促动器进行了运动学仿真,验证其运动规律的正确性;随后通过动力学仿真,初步探究影响促动器稳定性的因素;借助静力学仿真,确定影响性能的关键零部件;对关键零件作柔性化处理,建立以该柔性体为主体的刚柔耦合模型并进行动力学分析;通过递增的生效模态阶数下的仿真结果分析讨论影响促动器精度及稳定性的规律。其次,选择石墨烯材料作为促动器摩擦敏感面的润滑剂,对石墨烯涂覆前后的不锈钢摩擦副进行了球盘摩擦磨损试验;对比分析了石墨烯涂覆前后因粗糙度和加载力不同而出现的不同摩擦系数变化趋势;并通过对试验前后不锈钢球及盘磨痕的表征分析,深度探讨了石墨烯涂覆的效用,为石墨烯在工程领域的应用提供实验依据。最后,针对促动器系统,建立其步进电机及各自的机械系统仿真模型,并对模型进行了相应的性能测试;搭建促动器整体仿真模型,通过仿真确定了促动器原理性误差来源及其具体特征;对石墨烯涂覆前后的螺纹表面进行了表征分析,为后续实验奠定基础;进行了石墨烯涂覆的促动器性能测试实验,通过开环控制系统测试证明了石墨烯作为促动器润滑剂的可行性,也验证了系统原理性误差的存在。