电液控制系统以其能量密度高、响应速度快、抗负载刚性大等优点，在航空航天、冶金、国防军工、工程机械等领域有着广泛的应用；电液数字控制技术易于实现电液控制系统与计算机控制系统的连接，逐渐成为流体传动领域一个重要的研究方向。高速开关电磁铁不需要数模转换装置，能与计算机直接连接，而且具备响应迅速、成本低、工作可靠、抗污能力强等性能优点，是实现电液数字控制的关键部件之一。随着技术的发展，不断拓宽的应用场合对高速开关电磁铁提出了新的性能要求，因此研究新型高速开关电磁铁有着重要的理论意义和研究价值。论文在综合了大量国内外文献研究的基础上，以高速开关电磁铁为研究对象，采用理论分析、有限元仿真、实验研究等方法，研究了耐压高速开关电磁铁，系统分析了其关键结构参数对电磁铁整体性能的影响；针对耐压高速开关电磁铁的机械回复弹簧存在疲劳失效的问题，提出了一种新型基于磁回复弹簧的高速开关电磁铁结构方案，在一定程度上提高了系统的可靠性。建立了磁回复高速开关电磁铁的数学模型，在考虑了导磁材料的非线性导磁特性和漏磁等因素的基础上，有限元仿真分析了磁回复高速开关电磁铁关键结构参数的作用规律，并进行了实验验证。仿真与实验结果表明：磁回复力的线性作用量程为1mm，磁回复等效刚度为40N/mm，线性度小于7%，且动态特性良好。有关各章内容如下：第一章，基于国内外相关研究文献，介绍了高速开关电磁铁的发展历史和研究现状，总结了高速开关电磁铁发展趋势。第二章，介绍了高速开关电磁铁的分类、结构特点；介绍了典型高速开关电磁铁结构，工作原理；介绍了磁路分析法和有限元分析，并建立了磁回复高速开关电磁铁的数学模型。第三章，研制了耐压高速开关电磁铁，分析了其结构和工作原理；结合磁路分析法与有限元数值仿真，研究了磁场变化、磁路变化以及磁场变化和磁路变化对电磁铁性能的影响，得到耐压高速开关电磁铁的具体结构变量的数值；介绍了实验测试系统的组成及原理，并对试制的耐压高速开关电磁铁做实验研究，实验得到的结果与仿真计算结果之间互相比较，两者结果互相验证。第四章，研究提出了一种基于磁弹簧的新型磁回复高速开关电磁铁结构，介绍了其工作原理和关键结构参数；结合磁路分析法与有限元数值仿真两种方法，研究了磁回复高速开关电磁铁的关键结构参数对其受力状况的影响，并得到磁回复高速开关电磁铁的关键结构变量数值；试制了磁回复高速开关电磁铁，并对其做了实验研究，实验得到的结果与仿真计算的结果互相比较。第五章，概括了本文的主要研究过程及成果，针对本文的欠缺不足之处展望了今后需更进一步研究工作与方向。