直线电机的应用是电机领域的前沿课题。本文从电磁场基本理论出发，采用有限元法围绕直线电机的性能进行了系统的分析，建立了比较完整的理论分析模型和计算方法，对直线电机的性能分析以及优化有着重要的意义。 本文首先阐述了本课题的研究目的和意义，分析了直线电机的应用现状与发展趋势，提出了用有限元方法分析直线电机的性能，并指出了有限元方法在电机性能分析方面所具有的优越性。 然后归纳总结了有限元方法的主要计算步骤，提出了周期边界和反周期边界的具体有限元处理方法。 文章还介绍和比较了两种计算电机电磁力的方法，结合有限元方法的基本原理，推导了基于虚功法的直线同步电机电磁力计算公式，并给出了在有限元计算中具体的计算公式；通过对直线同步电机电磁力的计算，对其运行性能进行了初步分析。 通过研究永磁电机磁场计算中永磁体的数学模型，对永磁直线电机的磁场进行了初步的分析。文章通过全面分析永磁电机磁场数值计算中所采用的数学模型，采用了一种改进的边界等效面电流离散化处理法。该方法不仅适用于任意复杂形状的永磁体，而且可以统一方便的处理平行、径向等几种永磁磁化方向，对实现永磁电机有限元程序的通用性具有重要的意义。 如何进行电机参数输入和将磁场的计算结果用可视化的方法进行表示是编写直线电机性能分析软件需要解决的一个重要问题。文章在理论上研究了如何在软件中解决电机参数输入的问题，并且对有限元方法后处理的各种可视化表示方法进行了深入的讨论，提出了各种可视化表示方法的具体算法。 文章最后研究了有限元计算中系数矩阵存贮的问题，采用了一种新的系数矩阵的存储方法。介绍和比较了求解线性方程组的各种方法，应用了一种新的矩阵预处理的方法：同时还讨论了非线性方程组的解法问题。