以大型旋转机械转子系统为研究对象，利用综合设计法设计模拟试验装置。功能优化设计通过编写试验台任务书，确认系统的功能，通过二级模糊评价方法确认总体设计方案。动态优化设计完成基于ANSYS Workbench仿真分析软件对四跨转子系统进行模态分析与谐响应分析，获得前六阶固有频率及振型。研究不同支撑刚度对转子系统临界转速的影响，通过坎贝尔图观察随着转速的升高，转子系统的固有频率的变化情况，还通过谐响应分析得出在不同载荷下转子系统的振幅规律。智能优化设计完成了平行不对中与偏角不对中实验装置的设计，可以精确控制不对中量。试验研究偏角不对中做了不对中量为1°与2°两组试验研究；平行不对中做了不对中量为1mm与2mm两组试验研究。系统不仅会有工频还会出现二倍频，随着偏角不对中量的增加二倍频成分也更加明显，幅值会增大；轴心轨迹出现“8”字形与内凹形。出现平行不对中时系统二倍频占主要成分且出现明显的三倍频。