在新锅炉投入运行前的调试阶段,以及锅炉大修后的冷态试验中,要使用七孔探针对其内部风场进行风速、风量和风压等特性的测量,以此检测锅炉内配风装置的配风效果。针对某研究所的实际需求,本文设计了一套在进行风速场特性测量时能够实现七孔探针精确定位的探针定位系统。本文在分析了风速场测量系统工作原理的基础上,确定了系统的总体结构方案;对探针定位机构的轴向、回转和径向三个进给系统进行了详细的结构设计,进行了关键元件的选型;最后提出了基于分级控制、交流伺服驱动的总体控制方案。建立了永磁同步电机的数学模型,介绍了PMSM矢量控制原理,设计了交流伺服系统的电流环、速度环和位置环控制器;利用MATLAB7.0仿真软件构建了交流伺服系统的仿真模型,并进行了速度闭环和位置闭环仿真分析。设计了探针定位系统的硬件系统和软件系统。介绍了硬件系统的组成和工作原理,分析了位置伺服系统的实现方法,设计了电磁制动器控制电路和控制柜电源电路。根据系统控制目标,对探针定位系统主程序、初始化标定程序、定点测量程序和自动测量程序流程进行了设计。由于回转机构在测量过程中对风矢量结果的影响,对风矢量结果进行了分析修正。研制了探针定位系统的样机,利用LabVIEW软件,开发了探针定位系统的人机交互界面,对探针定位交流伺服系统进行了部分实验。实验结果表明径向进给伺服系统工作性能稳定,控制精度高,为下一步整个系统的调试运行打下良好的基础。