直线电机地铁车辆是一个复杂的电磁机械系统,在实际行车过程中,由于车辆运行里程的增加,伴随而来的是其动力学性能的变差以及故障率的增高。因此,综合考虑车辆系统的电磁部分和机械部分,有效构建直线电机地铁车辆的机电动力学模型,是研究其动力学性能的关键。本文通过能量的方式建立了直线电机地铁车辆的机电动力学模型,并进行了模型的仿真及优化分析,为直线电机地铁车辆系统机电动力学模型的构建提供了一个新的思路。本文主要工作如下:（1）对直线电机地铁车辆所用的驱动电机的类型及优缺点进行对比分析。详细介绍了直线电机地铁车辆的基本结构、电机安装、工作原理,并对车辆正常运行时系统整体的受力情况进行研究。通过对车辆系统中机械部分和电磁部分的考虑,根据拉格朗日-麦克斯韦方程及虚位移原理构建了直线电机地铁车辆系统的机电动力学模型。为简化模型以及实现车辆驱动电机的高效控制,通过坐标变换理论对已建立的模型进行坐标转换,得到d-q轴系下直线电机地铁车辆系统的机电动力学模型。（2）通过分析直线电机轮轨交通线路的主要特点,建立了车辆在不同线路工况下的单质点模型,利用单质点模型和虚位移原理确定了车辆在对应线路工况下的广义力类型。然后根据车辆系统的机电动力学模型以及id=0的转子磁场定向矢量控制策略,以MATLAB软件为平台,分别对3种线路工况下的模型进行求解及仿真模拟。研究表明,直线电机地铁车辆在启动加速阶段,随着线路运行工况的不同,所需的持续电磁推力大小也不同,且各工况的仿真结果与车辆实际的运行情况相符。（3）以电机动子加速度最小为优化目标,通过粒子群优化算法对车辆机电动力学模型中的部分重要参数进行优化,将优化前后的仿真结果进行对比分析,对优化效果进行验证。与优化之前相比,优化之后驱动电机动子加速度变化曲线的波动幅值明显减小,车辆的运行平稳性显著提升。（4）以日本标准JIS E4501为计算依据,考虑车辆运行时由于振动所产生的水平载荷P,对优化后所得的空心车轴的强度进行计算。然后以日本标准JIS E4502-1为判断依据,对空心车轴的强度计算结果进行判断,验证车辆机电动力学模型相关参数优化结果的合理性。结果表明,优化之后所得的直线电机地铁车辆的空心车轴满足设计要求。