直线电机因能直接产生直线运动而无需中间传动转换装置，因此在工业、交通运输及伺服系统等领域得到了广泛应用。同步直线电机更由于其高效率和高功率因数，在矿井提升及磁悬浮列车中得到应用，不仅安全可靠，而且噪音低，功效高。为了使直线电机得到进一步的发展和更广泛的应用，对其进行更深入的研究并提高其性能是国内外学者瞩目的问题。 本文对直线电机的发展作了简要阐述，从性能分析及优化等两个方面着力对直线同步电机进行深入的研究。第一部分以解析法和有限元两种方法分析计算直线同步电动机的磁场分布，特别是气隙磁场的分布。然后在此基础上，分析得出电机的推进力和悬浮力的特性。有限元法是求解任可类型电机电磁场的有效方法，而解析法经过合理的假设，引入等效磁导率和等效电流层等概念后，建立了较为简单的直线电机的分层模型，通过求解该模型的麦克斯韦方程，得出推进力和悬浮力的解析表达式。论文以两种方法对同一实例进行了计算和分析比较，得出推进力和悬浮力与电枢电流、励磁电流及功角之间的关系，由此可得到控制电机的驱动力和悬浮力的基本方法。 遗传算法在异步机优化中已得到应用，但应用于同步直线电机优化方面的文献资料尚不多见。本文在遗传算法基本原理的基础上，针对直线同步电动机的特点，建立了三维有限元数值分析与遗传算法相结合的电机优化设计模型，对电动机的直线推进力进行优化。为提高牵引系统中直线电机运行的平稳性，论文在电机出力不变的前提下，对其谐波分量进行最小优化，并通过对具体实例的优化计算，表明遗传算法与有限元结合是电机优化设计领域中一种行之有效的全局优化方法。