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风洞是空气动力学研究和试验的主要地面设备,移测装置作为风洞的标准配套设备,主要用于对风洞流场进行校测,其性能指标对风洞的综合指标至关重要。现有的移测装置为了达到较高的测量精度,一般采用滚珠丝杠进行伺服控制,但也仅局限于中小型风洞,大型风洞由于行程长需要增设辅助装置,且普遍存在自动化程度不够高、体积过大等问题。本文以大型连续式风洞移测装置为对象,以实现移测装置的精细化、高效化测量为目标,设计了一种以永磁直线同步电机为驱动的新型小体积移测装置。首先,根据移测装置技术指标,进行方案对比分析,对风洞移测装置的驱动和测控系统进行设计;其次,根据移测装置的强度和刚度要求对风洞移测装置的本体结构进行设计;最后,为了进一步改善移测架的受力状况,减轻其重量,在ANSYS中编写了APDL命令流优化程序对移测架进行结构优化。具体研究内容如下:1)对风洞移测装置的驱动和测控系统进行设计,根据移测装置技术指标,进行方案对比,确定了永磁直线同步电机驱动方案。对电机进行验算,选择了相应的直线电机抱闸器;分别对永磁直线同步电机的测控系统的硬件和软件进行了设计。2)对风洞移测装置的本体结构进行设计,根据移测装置的强度和刚度要求,对移测装置本体结构工况进行分析及载荷估算;在UG中建立了几种最可能满足要求移测装置本体结构模型,并分别导入ANSYS中进行有限元分析,最终确定了变形最小的最佳的本体结构;3)为进一步改善移测装置本体结构的受力状况,减轻其重量,使材料分布更为合理,基于渐进结构拓扑优化法原理,通过在ANSYS中编写优化程序对其进行结构优化,去除低应力,小变形的材料。4)将优化后的移测架和初步方案中设计的移测架进行对比分析,表明优化后的移测装置不仅受力状况改善,最大位移减小,而且重量进一步减轻,达到了轻量化设计的要求。