磁浮平面电机通过磁场悬浮实现无接触、无磨损的平面运动。与传统的由直线导轨正交组合的平面运动结构相比，磁浮平面电机无需导轨支撑，机构简单，可实现轻量化，实现高速、高加速精密运动，在高精度光刻机等高速精密装备方面具有重要应用前景。对于动铁式磁浮平面电机，由于线圈阵列布置于定子上，动子不存在电气连线与冷却管线妨碍运动的情况，电机热量也较易散发，利于系统运动性能的提高。然而，动铁式电机动子端部磁场非线性严重，难于精确控制计算，其实用化有待进一步研究。本文对动铁式磁浮平面电机的永磁阵列和线圈结构、力和力矩精确计算、旋转运动控制和线圈解耦控制等方面展开研究。　　进行了一种二维Halbach永磁阵列结构的分析设计，分析Halbach永磁阵列分段构成的特点，以永磁体尺寸和磁化方向为参数，推导了每极不同副永磁体数二维Halbach永磁阵列磁感应强度的统一谐波模型。提出了一种以磁感应强度z向分量基波幅值最大的方法进行永磁阵列结构设计，得到了增大推力和悬浮力并降低质量的动铁式磁浮平面电机永磁阵列结构，降低了平面电机的功耗。分析了永磁阵列的端部磁场分布。　　提出了使用磁感应强度谐波模型计算力和力矩的模型，推导了解析表达式，并通过分析三次谐波占总谐波的比率进行简化。对比不同计算模型的力和力矩误差，三次谐波主要影响力矩的精度。根据电磁力的误差呈正弦波形变化，提出了以线圈体模型长宽尺寸为变量的优化方法降低电磁力误差，得到了精确、可用于实时控制的力和力矩计算模型。使用了等效磁荷模型计算力和力矩，验证了谐波模型，分析了线圈在端部磁场力和力矩的变化。　　目前磁浮平面电机的电磁力计算均限定动子只做平面内沿坐标轴方向的二维直线运动，而未考虑旋转运动，其应用范围受到限制。对此，提出了一种电机动子绕z轴旋转的力和力矩计算模型，推导了解析表达式，对比不同旋转角度在不同路径的力和力矩误差，验证了旋转计算模型的精度。得到的旋转计算模型可以用于电机的实时控制，该算法为电机实现绕z轴旋转运动控制提供基础，由此扩展平面电机应用范围。　　分析了组成电机解耦的直接解耦方法和线圈控制方法。由于磁浮动子为6自由度悬浮运动，常规dq0变换不能完全消除旋转力矩。对此，研究了将线圈作为独立驱动单元的直接解耦方法。由于动子阵列端部磁场非线性严重，为避免端部磁场影响，分析了驱动线圈的控制方法。针对现有控制方法未能充分利用线圈的问题，提出了对长边方向不同的两类线圈分别控制的方法，改进了线圈控制矩阵。新的控制方法充分利用了线圈，降低了功耗。　　使用了永磁阵列和线圈分别优化的方法，以提高单个线圈的效率为目标，优化设计了线圈的结构。通过永磁阵列和线圈结构的设计，进行了动铁式磁浮平面电机的样机设计。分析了电机的阻耗、永磁体工作区域和电机发热，并对永磁阵列结构、优化的力和力矩计算模型和新的线圈控制方法进行了仿真评估。