随着跟瞄武器装备跟踪精度、卫星导航系统定位精度的提高，研制适用于复杂工作条件下的高精度、高分辨力绝对式光电轴角编码器成为军事工业领域亟待解决的难点。光电轴角编码器的测角精度主要受制于莫尔条纹光电信号的细分精度，而细分精度的大小取决于精码莫尔条纹光电信号的质量，因此开展莫尔条纹光电信号自动补偿技术研究对于实现光电轴角编码器的高精度、高分辨力以及保证其在恶劣工作环境下的精确测量具有重要意义。通过阅读国内外文献，首先从莫尔条纹产生机理出发，讨论了高精度编码器莫尔条纹光电信号的形成、引起莫尔条纹光电信号产生偏差的根本因素、高精度编码器的细分技术以及莫尔条纹光电信号质量偏差引起细分误差的空间分布特征，指出研究莫尔条纹光电信号自动补偿方法的关键性。提出了基于Hilbert变换的莫尔条纹光电信号正交性偏差自动补偿算法。利用希尔伯特变换原理，构造同频光电信号正交性偏差的动态测量算法；通过莫尔条纹光电信号数学模型，建立角度代码补偿查找表；并设计了同步处理的补偿方式，实现莫尔条纹光电信号正交性偏差的自动补偿。提出了基于粒子群优化算法的莫尔条纹光电信号正弦性偏差自动补偿算法。采用傅里叶变换理论，研究了高精度光电编码器信号正弦性偏差的主要谐波成分，建立了信号波形的数学方程及信号细分误差的补偿模型；设计了基于粒子群优化算法的信号波形参数辨识方法，实现了信号正弦性偏差的自动补偿。构建了莫尔条纹光电信号自动补偿系统。提出了基于高分辨力数字电位计的莫尔条纹光电信号直流电平漂移、等幅性偏差的自动补偿方法。研究并融合了莫尔条纹光电信号各个偏差的自动补偿方法，建立了莫尔条纹光电信号细分误差的综合补偿模型，实现对莫尔条纹光电信号的综合自动补偿，提高了光电编码器的细分精度和环境适应能力。运用本文研究的方法对高精度光电编码器实际莫尔条纹光电信号进行补偿处理，可满足高精度光电编码器分辨力的要求，经实际测试24位高精度编码器细分误差可减少0.61"。实验结果表明：本文提出的莫尔条纹光电信号自动补偿方法，能够提高编码器的细分精度、环境适应性和可靠性，研制的自动补偿系统可作为编码器的备处理系统或误差诊断系统，对于研制超高精度的光电轴角编码器和提高光电编码器的测角稳定性具有实用意义。