“最优化”是每一个工程或产品设计者所追求的目标。任何一个机电系统的设计，都需要根据设计要求，合理选择方案，确定各种参数，以期达到最佳的设计目标，如重量轻、材料省、成本低、性能好、承载能力高等。然而，对于机电系统而言，其机械结构与控制器之间存在着错综复杂的耦合关系，而这种耦合关系又直接影响着整个系统的性能。如何有效的把机电系统的机械结构设计与控制器部分的设计结合起来进行协同优化设计以提高整个系统的性能指标，已成为被众多学者关注的研究方向。 论文首先总结了现有机电系统协同设计的方法，并依照其设计流程将这些方法进行了分类——顺序设计方法、目标函数设计方法以及迭代设计方法。就这一研究领域目前存在的问题做了分析。并在此基础上提出了机电系统协同设计的基本理论框架——机电系统进行机械结构和控制的协同设计主要包括分析机电系统机械结构特性、优化系统控制方法、设置系统设计的评价机制以及系统参数的优化算法等四个方面的内容。 随后，论文在总结机电系统常见线性化方法的基础上提出了一种在机械结构构型设计过程中就全盘考虑非线性问题的设计思路，就如何通过系统的机械结构构型设计来有效解决机电系统关键部件的非线性问题进行了探讨。并以振弦式传感器非线性补偿结构的设计为例，具体阐述了该方法设计的一般步骤，仿真证明了方法的可行性。论文还详细讨论了如何在机电系统设计的构型阶段，通过改变系统机械结构来满足系统的解耦条件，从而变不可解耦机电系统为可解耦系统的方法。 机电系统的机械结构与控制部分的目标函数设计中，主要难点就是在目标函数下的设计变量优化往往是一个复杂的非线性的非凸形最优问题。仅仅依靠数学方法很难解决这类问题。为此，论文重点讨论了基于迭代法和线性矩阵不等式(ⅢI)的机电系统参数的协同优化设计方法。 接着，论文提出了基于智能搜索方法的机电系统参数优化设计方法，描述了基于智能搜索方法的机电系统参数优化设计的一般步骤。并且详细介绍了基于模拟退火算法和LMI控制的汽车主动悬架系统的协同优化设计，设计结果表明将智能搜索算法应用于机电系统的协同设计是解决现有协同设计方法局限性的最有效手段之一。 论文的最后以主动隔振系统的设计为例，阐述了如何运用前述方法进行机电系统的协同优化设计。