随着科学技术的不断发展,非球面光学元件得到了越来越广泛地应用,特别是对于具有大口径或者超大口径等特殊要求的光学仪器。这些光学仪器中的光学元件大多采用拼接结构,所使用的非球面光学元件数量众多,形状特殊,精度要求高,研制周期短。这些广泛的应用需求给光学制造行业带来了蓬勃发展生机的同时,也使其面临前所未有的挑战,传统的光学加工方式已经无法满足现在光学元件研制的需要了。主动应力加工技术是在传统加工方式的基础上发展起来的一种新型抛光方法,它可以按照加工球面或平面的工艺来加工光学非球面,大大提高了非球面的加工效率。但由于加工精度不高,主动应力加工技术的发展受到了一定的制约。本论文对应力加工过程中造成加工精度不高的原因进行了分析,从应力加工支撑装置输出力的测量和控制着手,以提高输出力的精度和稳定性,进而提高主动应力加工的精度为目标,在气动伺服机构和控制系统这两个方面开展了研究。本文首先分析了各种主流力促动器的优势和劣势,接着对气动式力促动器进行了数学建模,并对气动式力促动器主要参数进行了分析。随后在控制系统方面进行硬件选型和设计、力促动器控制系统和硬点控制系统的软件的编写。其中硬件部分,采用了NI cRIO-9068嵌入式控制器,3块NI 9205采集卡作为输入模块,5块NI 9264采集卡作为输出模块,一块DMC2410C-A四轴运动控制卡用于控制步进电机。以减小干扰、提高精度为目标,优化了电气连接方式。软件部分,在labVIEW开发环境下,采用标准状态机模式,完成了消息处理模块、通讯模块、开环和闭环控制模块,人机界面,以及两个控制系统各自相对应的各种功能性操作模块,控制算法综合采用了带死区的PID控制算法、积分和矫正算法、可自调整的“野点”值弱化算法。最后,结合一套单点力测试装置和一块1.2m薄主镜,其中,1.2m薄主镜采用37点力支撑,并使用3个硬点对镜面进行定位,设计和进行了相关实验,对系统性能进行了综合测试。实验结果表明:将现有支撑力的精度提高到了目标精度,满足了光学元件进行应力加工的需要。