大型射电望远镜指向跟踪系统主要包括舱索一级粗调系统、Stewart平台二级精调系统和主动主反射面三级调整系统,该文在三个子系统中均做了有关方面的研究.用悬链线描述悬索形状,建立舱索系统的非线性数学与力学模型,通过适当的优化策略,迭代求解出舱索系统运动所需的悬索平衡张力和索长,通过LT50m实验模型验证了理论计算模型的正确性和精确性.建立舱索系统结构的非线性有限元模型,用非线性动力学分析仿真计算悬索的时滞特性;模拟施加于结构的随机风荷,并对结构的随机风振响应作了较深入的研究.研究了增加被动下拉悬索结构用以抑制馈源舱风振响应的问题,对此结构进行了非线性静、动力分析,通过实验和模拟计算证明了下拉悬索对提高结构刚度、抑制随机风振所起的重要作用.研究分析了舱索机构在工作空间内的运动奇异性,讨论了舱-索连接点结构参数与运动奇异性的关系,并通过合理改变连接点的位置分布消除了系统的运动奇异性.根据馈源舱的理论位姿、实际位姿和Ste-wart动平台的理论位姿,建立了舱索一级粗调系统和Stewart平台二级精调系统的复合运动学模型,并通过大量的实验验证了该复合运动学模型的正确性.