高压压气机转子是航空发动机的核心部件,它由多个在结构上相似的转子零件堆叠装配而成。在高压压气机转子装配过程中,同心度误差是判断装配质量优劣的主要技术指标,同时它也是影响转子在高速运行中产生的不平衡量的主要因素。当确定安装相位时,可以建立装配精度预测模型预测此方案时的装配精度,同时也可以对转子安装相位进行适当调整,从而提高转子的装配质量。结合精度预测模型,利用优化方法实现转子装配优化,使得优化后的转子同心度误差为最优状态。目前关于转子装配精度预测计算模型普遍采用齐次矩阵的计算形式,并且在转子装配优化计算时采用单目标优化形式。齐次矩阵模型建立和形式较为繁琐,单目标优化没有考虑其他因素对转子精度的影响,得出的优化结果不一定为最优的装配方案。针对上述问题,本文采用几何代数模型代替齐次矩阵模型,使得计算过程更加简洁和高效,并采用多目标优化计算方法求解出符合实际工况要求的最优装配方案。本文主要研究内容如下:（1）研究了单级转子零件的端面跳动误差和径向跳动误差对转子组件的影响,通过圆度仪获取转子零件实际的端面跳动和径向跳动数据,利用最小二乘法拟合单级转子零件径向圆心位置和端面的空间姿态,根据处理后的空间位姿参数构建单级转子的空间位姿矩阵。研究了多级转子装配过程中误差积累和传递规律,首先构建了刚体状态下转子连接模型,并由此推广到考虑偏差的误差传递模型,计算了该状态下的同心度误差,并推导多级转子装配的精度预测模型。（2）对比了基于几何代数和齐次矩阵的矢量变换模型的计算效率,验证了几何代数模型在矢量空间变换时较高的计算效率。然后建立了基于几何代数的精度预测模型,推导出多级转子的同心度和不平衡量的计算方法,并整合到预测模型中。设计了2组不同安装相位下的装配试验,测量其实际偏差并和预测结果进行对比,验证该精度预测模型的准确性。（3）研究了多级转子装配安装相位的优化问题,根据前文的精度预测模型设计了多级转子同心度和不平衡量的优化方程,并考虑了单目标优化和多目标优化两种情况,基于遗传算法进行优化计算获得多级转子的最优安装方案。同随机装配相比采用优化装配方案时,初始不平衡量降低97.88%,不同心误差降低65.10%,大幅度提高了转子装配质量。（4）基于Python语言和Tkinter工具包,采用面向对象的编程方法开发的一款多级转子装配优化软件,用于高压转子堆叠装配的技术支持。利用该软件通过设定各级转子上下端面的半径以及高度,然后导入转子跳动数据,最后根据内置的预测和优化算法给出堆叠装配精度预测结果和优化后的装配方案,用于指导多级转子装配。