自由活塞能量转换器是近年来正在研究的一种新型发动机，它是未来混合动力汽车的一个潜在的动力技术。　　 在自由活塞能量转换器中，活塞没有与之相连的连杆机构。与传统的发动机相比，这样设计的主要优点是机械结构简单和能量的转换效率大为改善，具有高效、低耗、低污染、可靠、可以使用多种燃料等特点。　　 自由活塞能量转换器是一个混杂系统，根据自由活塞能量转换器的基本结构和工作原理，对离散事件系统、连续变量动态系统以及离散事件状态之间的转换触发条件进行研究，运用混杂系统理论建立自由活塞能量转换器的自动机模型。　　 最优控制理论的直接配点法是将系统的最优控制问题离散化，转变成非线性规划问题，即将动态优化问题转化为静态参数最优化问题。采用直接配点法，对系统的电磁力和注入总能量进行优化控制，从而实现系统的持续、平稳运行，并且运用MATLAB仿真软件进行验证。　　 通过模拟仿真结果，表明直接配点法在自由活塞能量转换器优化控制中的有效性。