在风洞试验系统中,攻角系统是飞行器模型的载体,负责输送和控制其空间姿态,是风洞试验系统的重要组成部分。攻角系统的承载能力、控制精度等对风洞实验的成功与否有着重要影响。本文根据功能需求分析了攻角系统的组成和工作原理,在已有风洞基础上对风洞攻角系统进行了总体方案设计,并分别对攻角系统的机械机构和系统控制方案进行了说明。在机械结构方面,根据机械系统总体方案进行了结构设计,并对关键元件进行了计算和选型。利用ANSYS Workbench软件进行了静力学分析并校核其强度与刚度,分析结果表明攻角机构强度和刚度满足结构的使用要求,且有较大的优化空间。然后,在SolidWorks中建立了 Y向竖直安装板的参数化模型,运用ANSYS Workbench中的Shape Optimization模块和Design Exploration模块对其进行了结构优化,节约了材料的使用。在控制系统方面,根据控制系统的总体方案,设计了控制系统的硬件。然后根据对上位机软件的功能需求分析,设计了软件结构及人机界面。并且针对X向水平机构中存在间隙非线性、摩擦非线性等对准确定位有不利影响的情况,提出运用自抗扰控制算法进行控制,并进行了控制器设计与MATLAB仿真分析。通过与传统PID位置控制对比,仿真验证了自抗扰算法对X向水平机构进行位置控制的优越性。