Разработаны численно-аналитические методы исследования корпускулярно-оптических систем (КОС), позволяющие проводить расчет динамики широких пучков заряженных частиц. Разработаны алгоритмы и пакеты прикладных программ для численного расчета и анализа прохождения пучков заряженных частиц в КОС и расчета приборных характеристик статических и времяпролетных масс-спектрометров. Получены аналитические выражения для потенциалов электрических и магнитных полей различных КОС, в том числе КОС с трансаксиальной и осевой симметрией. Оптимизированы приборные характеристики статических и времяпролетных масс-анализаторов с учетом разброса по тепловым скоростям.