随着经济水平的提高以及科学技术的发展,人们对车辆的乘坐舒适性、行驶安全性和操作稳定性的要求也不断的提高。传统的被动悬架越来越难以满足相应的需求,主动悬架系统可以根据车辆姿态信息和路面状况信息,结合一定的控制策略实时的对车身姿态进行调节。从而使车辆的动力学性能在多种工况下均达到最优。而作动器作为主动悬架的核心部件一直是研究的重点之一。因此,本文基于集成于轮毂的主动悬架系统,设计了一款永磁直线电机作为主动悬架的作动器,并对作动器的特性进行了分析和优化。通过作动器内环电流滞环比较控制和主动悬架外环鲁棒控制的联合仿真,验证了所设计的直线电机作动器结构的合理性以及电磁主动悬架内外环联合控制策略的有效性。具体工作内容包括以下几个方面:首先,选定圆筒型永磁同步直线电机作为主动悬架系统的作动器,介绍了其工作原理,确定了直线电机作动器的设计目标以及结构方案,完成了永磁直线电机的材料选取、永磁体设计、槽极数匹配设计、线圈绕组设计以及动子铁芯设计等工作,最终设计了一款12槽14极的永磁直线电机作动器。然后,根据设计的电机参数,建立了作动器磁场、绕组感应电动势以及作动器输出电磁力的非线性解析模型。并在Maxwell电磁仿真软件中建立了永磁直线电机关于中心轴线旋转对称的二维有限元仿真模型,通过有限元仿真结果发现了其饱和性和端部效应的存在。基于解析模型和有限模型对比分析了电机的绕组磁链和感应电动势,验证了所建立模型的正确性。之后分析了设计的作动器的静态和动态输出特性,明确了所设计的作动器输出的电磁力在控制电流达到4.3A后逐渐趋于非线性饱和,同时其动态输出具有明显的波动性,为后续考虑非线性因素影响的电磁主动悬架联合控制提供了理论模型基础。此外,通过优化次级动子铁芯端部增量长度,使得由端部效应造成的推力波动在最优增量长度4.2mm时降为初始值的26.8%。最后,基于作动器电磁力的非线性模型,设计了作动器的电流滞环比较控制器,考虑到作动器电磁力的非线性饱和特性,将作动器输出限制在控制电流为4.3A时所对应的电磁力范围内,即让作动器尽量工作于线性阶段。然后基于整车七自由度模型设计了主动悬架H2/H∞鲁棒控制器,并对控制器参数进行了多目标遗传优化。利用Matlab/Simulink建立了电磁直线电机作动器内环电流控制和主动悬架外环鲁棒控制的仿真模型,进行了电磁主动悬架系统内外环联合控制系统仿真。仿真结果表明所设计的永磁直线电机作动器能够很好的跟踪主动悬架所需的目标作动力,将作动器输出限制在线性工作阶段后依旧能满足主动悬架的性能要求,对簧载质量加速度、俯仰角加速度以及侧倾角加速度分别改善了 24.43%、28.94%和28.85%。验证了永磁直线电机作动器结构设计的合理性以及电磁主动悬架内外环联合控制策略的有效性。