近些年来,我国航空事业发展迅速,其中风洞试验起着重要作用,风洞试验的效率也影响着我国航空事业的发展速度。为了提高飞机缩比模型风洞试验的效率和质量,电动变舵面系统不可缺少。本文针对风洞试验中安装在飞机缩比模型内部的电动变舵面系统进行了研究,主要从结构优化设计、非线性干扰因素分析和控制方法等方面进行了研究。针对设计目标要求,分析了该系统传动机构的重点,即提高减速比,为此分别论证了驱动形式、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和滚珠丝杠传动的可行性。针对滚珠丝杠传动形式,进一步通过机构综合的方法论证了不同的传动机构形式,最后经过分析论证确定了电动变舵面的基本机构。为了在缩比模型内部有限的空间内进一步提高减速比,确定传动机构的尺寸关系,建立了电动变舵面的参数化模型,并且确定了模型的设计变量、优化目标和模型的约束条件。为了减少设计变量个数,首先通过Adams软件分析了各个设计变量对优化目标的影响,确定某几个设计变量的数值,最后通过内点法对其他的设计变量进行优化。最后合理选择电机等标准件,建立了电动变舵面的三维模型。并通过ANSYS软件进行了校核。由于该系统对位置精度有很高的要求,所以必须要对一些非线性干扰进行分析,本文主要分析了摩擦、间隙和主要零件的弹性变形对系统的影响。摩擦模型采用了Stribeck摩擦模型;针对间隙的影响,间隙模型采用了死区模型,分析了不同间隙对系统的影响;考虑到柔性体的弹性变形,采用ANSYS和Adams联合仿真的形式分析弹性变形对系统的影响。为减小非线性的干扰因素对系统的影响,采用PID的控制方式对速度环和位置环通过合理调整PID参数进行控制,分别输入斜坡信号和正弦信号对比分析非线性干扰因素的影响,最终通过Adams和数学软件联合仿真的形式进行仿真分析以验证达到设计要求。