为了满足探索更遥远的宇宙空间奥秘的需要，人们希望将望远镜的口径越造越大，以得到更强的集光能力和更高的分辨率。如果按照传统被动支撑的设计方法设计望远镜，增大望远镜的口径，即增大主镜的直径，将会使望远镜的重量和造价以口径的三次方增加，这将会给大口径光学望远镜的研制带来巨大的挑战。面对这样的困难和风险，人们在研制望远镜的过程中不断寻求新的方法，主动光学技术便是大型望远镜研制领域内取得的最为振奋人心的成就之一。主动光学技术通过实时的调整光学元件的位移和变形来抵消重力及温度变化等因素的影响，根据镜子结构的不同，主动光学技术分为薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学。薄镜面主动光学通过薄镜面主镜的变形来补偿光学波面的误差，拼接镜面主动光学讨论通过每个子镜的刚体位移来补偿光学波面的误差。采用主动光学技术能使用更薄更轻的镜子，同时放宽镜子加工及其支撑结构的误差，同时能够极大程度上降低望远镜的重量和造价。相对于原来的主镜的被动支撑结构技术，采用主动光学技术的主镜支撑称为主动支撑技术。本论文以620mm弯月形薄镜面的主动支撑系统的研究和方案设计为研究内容，用主镜自由振动的模式标定和有限元仿真等方法，完成了主光学系统支撑结构的优化设计和仿真分析，主动改正了薄镜面的变形。论文的主要研究内容分为四部分：第一部分主要是理论分析。根据镜子自由振动的动力学模型，详细推导了用主镜的模态振型拟合主镜变形分析及主动改正的过程；给出了支撑圈和支撑点的数量与模态振型径向变化数和周向变化数的关系，并推导了采用前N项谐振模式进行主动改正时带来的误差。第二部分是结构优化设计，根据弯月形薄镜的结构特点，优化了轴向支撑点的位置和力促动器的结构，分析了径向支撑结构的特点以及变形特性；有限元建立主镜支撑结构的模型，分析其支撑刚度。并对主光学系统的支撑结构，包括四通结构、主镜室结构、次镜支撑结构和校正镜组结构进行了简要介绍。第三部分是仿真分析，采用有限元法对系统的主动改正进行了模拟。根据支撑结构模型，建立了主动支撑系统的有限元模型，对主镜模态振型的前十项进行了标定；对不同重力方向引起的镜面面型误差进行了主动改正，并分析了改正过程中的误差项产生的原因。第四部分是试验验证，开展了主动光学试验。根据支撑结构搭建了试验系统，并对主镜前八项模态振型进行定标试验，以主镜天顶指向时重力变形和低阶扰动为误差源对其进行了主动改正试验，分析了改正的效果和误差产生的原因及改正措施。论文采用理论推导、结构设计、仿真模拟及试验验证的方法。理论推导部分是文章的灵魂，其余部分都是围绕这一部分展开的，第二部分是载体，第三部分是模拟，第四部分是验证。论文完成的工作对推进国内薄镜面主动光学技术的发展有一定的借鉴意义和参考价值。