随着现代航空工业的飞速发展,对飞机制造的质量和效率提出了更高更新的要求。由于飞机结构复杂,尺寸庞大,刚度要求高,基于飞机的功能特性及工作条件,对其零部件的装配质量提出了很高的要求,而零部件的装配质量与飞机装配工装的精度关系密切。针对飞机装配的质量需求,应对工装上重点零部件的关键区域的微小位移变形进行高精度测量,而工装上零部件数量繁多,布局密集且飞机装配过程复杂,位移变形难以直接进行测量。因而,工装重点零部件位移变形的测量及形变重构是重点研究问题。本文从结构变形测量技术出发,结合变形重构理论,对现有的测量技术与变形重构理论进行研究分析,优化了现有的测量方式,提出了新的变形重构算法,并将研究内容应用于实际飞机装配工装定位器的变形监测中。主要工作如下:1)对结构变形测量技术进行了研究,基于实际应用条件,分析了各个测量手段的优缺点,选取了其中优势突出的光纤光栅传感方式。重点对光纤光栅传感技术的原理进行了分析研究,对光纤光栅传感技术中存在的测量误差进行溯源,针对误差提出了对应的补偿方式,通过实验验证了误差补偿方法的有效性,确定了本文的变形测量技术,同时保证了应变信息获取的准确性。2)结合国内外对结构变形重构理论的研究,对逆有限元法、模态法以及Ko位移理论及其算法进行了讨论与分析,阐述了三种理论的优点与缺点。由于Ko位移理论具有算法简洁、计算精度高、计算实时性好等优势,选取Ko位移理论作为研究基础。3)基于Ko位移理论中存在的结构根部应变难以准确获取的问题,结合理论分析,分别从结构根部误差最小化、规避结构根部应变测量、结构根部应变精确求解三个角度提出了应变误差最小化重构算法、基于梁弯曲理论的重构算法与结构根部应变精确求解重构算法,在保留算法简洁性与计算效率的同时,对传统Ko位移理论存在的重构误差进行优化与修正。4)以飞机装配工装定位器为实验对象,搭建了位移变形重构实验系统,通过模拟实际工况的加载实验,分别利用三种优化算法与传统Ko位移理论算法对定位器位移变形情况进行重构,重构结果与有限元仿真结果、激光跟踪仪实测位移真值进行对比,其中根部应变精确求解算法具有突出的重构精度,基于梁弯曲理论的重构算法的适用性不广。总体来看,三种优化算法均有效提高了传统Ko位移理论算法的重构精度,满足工装定位器在位高精实时变形监测与重构的需求。