随着全球航空航天飞行器向“多电化”、“全电化”方向发展,机电伺服系统因布线灵活、对环境无污染、定位控制精度高等特点,逐渐成为飞行器控制执行机构的新宠。面对新一代航天控制执行机构工作时间长、环境因素变化大、飞行空域跨度广的新形势,在初步设计阶段准确获取航天机电伺服系统动态性能,对设计人员准确预估产品的性能指标进而开展实物性能试验设计大有裨益。然而机电伺服系统动态性能难以解析表达,特定工况的性能指标常需经过实物试验才能验证,导致现有产品研制周期过长。针对上述问题,本文从航天机电伺服系统的发展史出发,调研了国内外航天机电伺服系统特性分析的研究现状,总结出要建立高精度的机电伺服系统特性仿真分析模型,需从设计参数与仿真参数准确的虚实映射、关键参数非线性准确表征和高效的模型修正方法三个方面入手,以航天机电伺服系统特性数字化分析为研究内容,重点研究了多学科多领域航天机电伺服系统数字化模型建模、关键参数非线性表征和模型精确标定等问题,开展了面向设计过程的航天机电伺服系统特性分析与模型验证方法研究,建立了航天机电伺服系统特性仿真模型。以暂态、位置和频率三种评价方法为指标,分别叙述了控制策略、永磁同步电机、传动机构、驱动控制器和空气舵的数学模型建模方法,并以某项目产品参数为输入,验证了所建立模型的正确性。航天机电伺服数学模型建立后,为验证模型的准确性,进行了航天机电伺服系统控制特性试验,介绍了试验设备和试验流程,完成了暂态、位置和频率特性的试验测试,并与仿真数据进行对比,发现了转速和电流的对比是带与线的拟合而非传统误差处理的线与线之间的拟合。以航天机电伺服系统的关键组件电机和传动机构为研究对象,分析了系统存在的不确定性因素主要为电感的非线性、摩擦参数的难标定和刚度系数的非线性三大部分,基于仿真与试验对比分析结果,提出了通过多目标智能寻优的模型修正方法,详细介绍了设计实验方法、灵敏度分析方法和设计空间搜索策略的详细内容,并针对电流的带与线拟合提出了数据带拟合方法。利用特殊的设计实验方法,计算设计变量以得到采样数据,利用灵敏度分析方法筛选出对设计变量的影响度进行排序,然后利用多目标优化理论以误差最小为目标函数,对选取的10个关键影响参数进行了参数标定,去验证了作者使用的方法的是否有效、是否准确和是否正确。形成了数字化航天机电伺服系统动态特性准确评估和试验标定的相关准则,并通过多目标优化算法的综合运用实现了某型航天机电伺服系统产品的仿真模型。