对于任何转子系统而言，如果工作转速接近临界转速，其振动会明显增加；相反的，如果工作转速远离临界转速，振动会减小很多。因此，掌握了系统的临界转速值，对于系统的安全稳定运行具有十分重要的意义。根据某型航空发动机的结构，本文提出了一种双转子实验台架。该实验台架主要特点是：内外两个转子通过中介轴承耦合在一起，是由不同的电机驱动；四个轮盘分别用来模拟低压和高压压气机、高压和低压涡轮的质量。利用集总参数法对台架模型进行简化，针对双转子结构特点，参考了南京航空航天大学胡绚博士的“直接传递矩阵法”进行了转子动力学特性分析：临界转速和振型、不平衡响应分析，开展了以下工作：第一，介绍了两种转子动力学的计算方法——传递矩阵法和有限元法的计算原理。第二，采用集总参数法对台架模型进行了简化，采用传递矩阵法计算了双转子台架的临界转速，与ANSYS的计算结果进行了比较，结果显示传递矩阵法的计算结果较为精确。分析了支承刚度、转速比、陀螺力矩、转轴长径比等因素对临界转速的影响规律，据此提出了双转子系统结构的优化方案，计算了临界转速和优化前后的振型。结果表明，优化后增大了第2、3阶临界转速的差值，明显减小了系统在第2阶临界转速时的振幅。第三，应用传递矩阵法分别求解了每个轮盘存在不平衡量时，优化后的系统的不平衡响应，给出了4个轮盘和轴承Ⅳ处的不平衡响应随转速的变化图。