针对我国民航维修领域对飞机复合材料蒙皮高效打磨自动化装备的重大需求,本文采用了一种三自由度非对称并联机构(Three degrees-of-freedom parallel Mechanism with Asymmetrical structure,简称TAM)代替手工对飞机蒙皮进行打磨,深入研究了该机构的刚度和动力学建模、性能评价指标和优化设计,为进一步提高TAM机构的打磨性能奠定了坚实的理论基础。本课题主要的研究内容如下:考虑机构的非对称特点,计算出平行四边形支链中各杆件变形所产生的刚度,利用线性叠加原理,得到了机构的总刚度矩阵。在动力学建模方面,该机构被划分为动平台、UPS支链和平行四边形支链三个子系统,分别求出它们的动能和势能,采用拉格朗日方程建立了机构的动力学方程。将MATLAB数值算例结果和ADAMS仿真结果相比较,两种方法得到的驱动力曲线基本重合,验证了动力学模型建立的正确性。通过广义速度椭球法分析机构的运动学性能评价指标,得到基于雅克比矩阵的全局运动学条件数指标;运用刚度椭球法构建了机构的全局刚度性能评价指标。由于动力学操作度椭球法的局限性,采用全加速度椭球方法,提出了新的全局加速度灵巧度指标。该指标兼顾机构受惯性因素、重力因素和速度因素三方面的影响,能够真实的反映出机构加速度性能分布情况。根据运动学、刚度和动力学性能评价指标,应用遗传算法和归一加权求和算法对综合性能目标函数进行多目标优化,得到优化后的结构参数。仿真计算出机构优化前后各个性能图谱,对比分析可以发现:优化后的运动学、刚度和动力学性能都有了明显提升,且性能差异也都有显著缩小,结果证明了TAM机构多目标性能优化的合理性。