为了降低环境中的低频微幅振动对大型超精密加工设备、测量仪器的影响,对承载能力大且固有频率低的低频/超低频隔振器有着很高的需求。本论文针对大型隔振通常难以兼顾系统的大承载力与系统低固有频率的问题,设计一种永磁阵列负刚度结构,与正刚度结构并联使用降低隔振系统固有频率,实现超低频隔振的效果。对永磁负刚度结构进行理论分析,优化结构参数,设计正负刚度并联隔振方案,搭建实验装置测试隔振器性能,验证提出的方案的可行性。本论文主要完成了以下几部分工作:首先,分析正负刚度并联隔振方法的原理,采用正负刚度并联的方法可以在不改变系统承载能力的情况下降低系统固有频率。对各种永磁式负刚度结构进行分析与对比,设计面向大型隔振的永磁负刚度结构方案,采用等效电流模型的方法对结构的轴向磁力理论建模,并通过有限元仿真的方法验证建模结果的正确性,轴向磁力的理论计算结果与仿真分析结果之间的误差小于8.1%。其次,对结构在轴向的负刚度特性及刚度非线性特性进行分析,采用控制变量法定性分析负刚度结构各几何参数对刚度特性的影响规律。采用遗传算法在约束条件下优化结构参数。对比相同尺寸下永磁阵列负刚度结构与传统的双磁环负刚度结构,所设计的结构负刚度幅值可提高三倍以上,更适用于大型隔振。再次,设计面向大型隔振的正负刚度并联隔振方案。采用瓦形磁铁拼接的方式代替径向磁化的环形永磁体,分析瓦形磁铁间的磁力作用,理论上并联负刚度结构后系统固有频率可降低69.3%。然后,分析了结构的误差因素,磁环偏心误差与磁环倾斜误差对结构轴向刚度特性影响较小,但结构会在水平向产生一定的作用力,磁铁尺寸误差与永磁体磁化误差会对结构刚度特性产生不同的影响。最后,设计正负刚度并联隔振系统的半实物仿真模型装置,验证设计的永磁阵列负刚度结构的可行性。实验表明,并联负刚度结构后系统固有频率由4.75Hz降至1.25Hz,静平衡点处负刚度结构刚度值为-11.40N/mm,与刚度值理论计算结果误差为9.3%。相比于地面振动速度幅值,并联负刚度结构后台面振动速度幅值降低了51.9%。