随着各种清洁能源的广泛应用,风能的开发与利用已逐渐演变成为当下的研究热点。因此本文提出了一种新型的无叶片风力发电装置,并根据柱状物体在流场易产生涡激共振的物理特性,将圆筒型永磁直线发电机应用在其中。在共振工况下,当前对永磁直线发电机在非周期简谐运动方面的研究较少。在进行电机的多目标优化时,采用的智能优化算法通常需要较多的试验次数建立优化目标的函数,本文将比较两种建模所需试验次数较少的方法,选择预测性好、试验次数相对少的建模方式。因此本文将对电机在涡激共振下的输出性能和优化进行主要研究。（1）为无叶片风力发电机装置设计一台用于能量转换的圆筒型永磁直线发电机,本文结合无叶片风力机的运行原理和结构特点,使用场路结合的设计方法设计发电机的初始模型。使用仿真软件对设计的发电机的空载漏磁系数和空载工作点校正,并将设计完成的永磁直线发电机参数重新建立轴对称模型和验证,结果表明电机的初步设计满足设计要求。（2）通过对无叶片风力发电装置的运动轨迹进行转化,使之作为电机的输入参数;使用有限元仿真软件对不同速度下圆筒型永磁直线发电机进行电压、功率、平均推力和效率的综合分析,对非周期简谐运动使用反正切函数和正弦函数对设计风速下的运动轨迹近似逼近;研究发电机在相同往复频率不同振幅以及相同振幅不同频率下的发电机电压、功率等输出性能。仿真结果表明:相对其他条件,在风力共振的条件下发电机具有较好的输出表现,逼近函数与仿真结果比较接近,当频率不变时,发电机的电压、功率和效率等都随振幅的增加而增加,当振幅不变时,电压、功率和效率等随频率的增加呈现先增后减的趋势。（3）使用多目标优化算法对初始设计的电机本体结构实现改进完成增益性优化。对电机的结构做参数灵敏度分析,引用方差权重方法计算客观权重矩阵,结合主观权重矩阵计算出加权权重矩阵和综合灵敏度,减少待优化结构参数的数量。使用均匀试验设计-逐步回归建模法和BBD-RSM法分别建立优化目标函数模型,使用非支配排序遗传算法对所建模型优化,选取其中试验次数少、预测精度高的建模方法。结果表明:适当增加均匀试验设计建模所需试验次数,能够有效提高预测精度;得到的质量功率密度提升至10.757 W/kg,推力波动下降至0.1989,平均推力增加39.12%,效率稍有提升,实现了多目标优化。