为满足某星载太阳辐照度光谱仪对太阳的跟踪指向技术要求，设计了一种二维转台系统。本文对该转台进行了结构的拓扑优化设计、有限元仿真及试验验证。首先，通过研究和比较现有的转台方案，确定以基本地平式作为转台的结构形式，选择性能优良的M55J碳纤维复合材料作为转台结构的主要材料，配合TC4镶嵌件来连接部件。根据拓扑优化结果和工程经验，分别完成了转台3个主要部件的蒙皮和加强筋结构设计，得到了总体尺寸为966 mm×400 mm×730 mm、质量为27.3 kg的转台框架。针对此结构进行有限元分析，得到转台整体基频为58 Hz，结构强度和刚度满足设计指标要求。最后，对转台初样进行了抗力学试验和热真空试验。试验结果表明，转台整体的一阶频率为53 Hz，正弦振动前后基频变化在2%以内，随机振动前后基频变化在4%以内，在真空环境中功能正常。该转台整体结构设计合理，性能稳定，能够满足设计指标要求。