平板型永磁直线同步电机(Permanent magnet linear synchronous motor， PMLSM)作为现代直驱直线伺服电机的典型，其具有推力密度大、定位精度高、响应灵敏、加速度快等优点，应用十分广泛。然而，PMLSM推力波动大严重影响了电机伺服系统的性能，因此如何有效抑制PMLSM的推力波动显得尤为重要。本文从电机本体的角度出发，对PMLSM进行优化设计，抑制推力波动，提高平均推力，改善推力特性。研究工作包括以下几个方面：
　　首先，研究PMLSM的结构变量或特殊结构对平均推力和推力波动的影响。经有限元参数化分析，初级铁芯长度对推力波动的变化影响很大，最大可相差155N。对于弧形辅助极的PMLSM，弧形辅助极的位置、高度、弧形半径和弧度中位置对推力波动的影响最大，弧形半径次之，优化后可使平均推力保持不变，推力波动减小66.4%。两段初级的PMLSM，初级相位相差半个极距且绕组相序重排后，不影响输出平均推力的同时推力波动中的二次谐波得到有效消除。此外，PMLSM端部为半填槽，合理的不等槽口宽度设计以及磁极尺寸优化可改善PMLSM的推力特性。
　　其次，对弧形辅助极PMLSM的结构变量进行敏感性分析。利用Taguchi法建立12个结构变量的正交表，分为两组，分别进行推力波动和平均推力的信噪比分析，从中筛选出6个敏感变量，分别为弧形辅助极的位置和高度、磁极宽度和高度、槽口宽度、槽宽。
　　然后，基于kriging代理模型的多目标粒子群优化，实现PMLSM推力特性的优化设计。确定6个敏感变量为优化变量，PMLSM的推力波动和平均推力为目标函数，利用改进的拉丁超立方试验设计和期望提高的加点准则，实现kriging代理模型对目标函数的高精度拟合。结合多目标粒子群优化算法，获得两个目标函数解的Pareto前沿。优化后的PMLSM，其推力波动减小64%的同时平均推力提升了6.6%。配合斜极，能使推力波动达到92%的减小而平均推力提升2%。
　　最后，研究PMLSM力特性的测试方法，设计出一种“手轮+滚珠丝杠+旋转伺服电机”的测试平台，加工出PMLSM样机并搭建实验测试平台。
　　通过上述的研究工作，提出了一种多变量多目标的优化设计方法，该优化设计方法同样适用于其它类型的电机，为其它电机的优化设计提供理论基础。