在永磁同步电机的优化设计中,如何通过优化转子永磁体的结构和参数使气隙磁密波形呈正弦波是一个难点。现有的方法只对固定结构的转子永磁体或几个固定结构转子永磁体下的参数进行优化,不能同时对结构和参数进行优化。本文设计和提出了一种结构表达编码方法,它可以同时对结构和参数进行编码,实现了真正意义上的结构方案与参数的同时优化。该方法将永磁同步电机转子永磁体的结构和参数编码为固定长度的非线性字符串(符号和变量)。不同的字符串可以解码为不同的结构表达树,每一个结构表达树都对应一种转子永磁体的结构和参数。本文以产生正弦波的气隙磁密波形为目标,通过对永磁同步电机的转子永磁体的结构和参数同时进行编码,结合遗传算子和演化框架,利用MATLAB与ANSYS联合编程对永磁同步电机的转子永磁体进行了优化设计。结果表明,优化设计得出的转子永磁体结构产生了近似正弦波的气隙磁密波形,其正弦度达到了99.78%。