惯性式作动器具有谐波失真小、线性度好、易于安装、结构紧凑等特点,在振动主动控制系统中作为执行器具有广阔的应用前景。在实际工程应用中,惯性式作动器不仅要求高可靠,而且需要在单位体积重量条件下尽可能输出大的力值。目前国内惯性式作动器技术尚未成熟,从国外进口价格昂贵。因此,研制一款高功率密度、高可靠性的作动器成为当下主动振动控制系统亟待解决的问题。本文借此背景,创新研制了一种单位体积重量下输出力值大、高可靠性的惯性式作动器,并进行了深入细致的分析。研制的作动器热耗低,不需要强制散热;板簧采用不锈钢材质,不易蠕变,可长期工作,可靠性高。该工作为后续研制更大力值的高功率密度惯性式作动器奠定了基础。主要研究内容如下所述:对惯性作动器的磁路系统、悬挂系统进行构型设计。通过对比不同的磁路构型、线圈串并联方案、永磁体排布方式、骨架及外壳安装方式、板簧连接方式等提出了惯性作动器的整体构型设计。基于安培分子环流假说,推导永磁体的面电流模型表达式。针对惯性式作动器磁场解析模型精度不足的问题展开讨论,建立永磁体的电磁模型及电磁力模型,从外层环形永磁体开始建立电磁模型进行分析,运用叠加定理推导得到轴、径向充磁时间隙处的径向磁感应强度表达式及电磁力表达式,获得了理论解析曲线。同时,借助COMSOL仿真软件对电磁模型进行验证,通过对比理论解析曲线和仿真曲线,初步验证了磁感应强度表达式及电磁力表达式的正确性。对惯性式作动器进行尺寸参数设计及优化,确定磁路系统的各个尺寸;确定线圈各项参数并计算线圈电阻的热耗;选用新颖的板簧结构并确定具体尺寸等,最终确定了惯性作动器的各项尺寸。对研制的作动器进行实验测试,实验结果表明,作动器的磁感应强度和电磁力均达到设计指标要求,磁感应强度曲线、电磁力曲线与理论解析曲线和仿真曲线吻合度高,进一步验证了电磁模型的正确性和准确性。