本文以高压共轨系统中使用的比例电磁铁为研究对象,运用磁路的基本定律、电磁铁的三个基本方程对电磁铁吸力计算公式和动、静态特性数学模型进行推导分析。根据经验设计法初步设计了比例电磁铁的相关结构参数,并在ANSYS Maxwell中建立了有限元模型,对其进行静态磁场分析和瞬态磁场分析,并根据仿真结果,结合多指标正交试验,提出关键结构参数的优化方案。通过经验设计与有限元法相结合的方法,对比例电磁铁进行仿真、设计,可有效改善电磁铁的特性,为其它电磁铁的设计与研究提供了参考。(1)综合运用磁路的基本定律,应用磁路与电路相似的原理,建立了比例电磁铁等效磁路模型。在三个基本方程的基础上推导出比例电磁铁的动态特性数学模型,并给出了比例电磁铁无负载条件下的系统传递函数方框图及传递函数。(2)综合运用电磁学、运动学、电磁铁设计理论,采用经验设计法对比例电磁铁进行初步设计,得到比例电磁铁相关结构参数。(3)利用ANSYS Maxwell有限元软件建立了有限元模型,通过参数化仿真,得到了比例电磁铁关键参数对力一位移曲线的影响,并建立了瞬态仿真模型,通过瞬态场分析得到了铁芯运动相关参数和该比例电磁铁的动态响应时间。(4)设计了比例电磁铁的三因素四水平三指标的正交试验,通过对正交表的方差分析和多指标对比平衡分析,得到了较优的电磁铁参数组合方案为：上隔磁角取35°,铁芯直径取21 mm,隔磁环位置取4.5mm。对优化后的比例电磁铁模型的静态特性进行了分析,得到了较优的力一位移特性曲线。