高温超导磁悬浮由于其自稳定、低能耗等优点,在磁悬浮轴承、飞轮储能、轨道交通等领域具有广泛的应用前景。载人高温超导磁悬浮车的悬浮系统主要由平移对称式永磁轨道和悬浮在其上方的高温超导块材组成。悬浮系统的成本是阻碍载人高温超导磁悬浮车进入工程应用的重要因素之一,因此对悬浮系统进行优化设计是一项非常重要的工作。过去的优化工作主要分为实验测试和数值计算两个方面。数值计算可以进行大规模定量的仿真分析,具有实验测试所不具备的优点。已有的数值优化工作很少采用全局的智能优化算法,或者只采用磁悬浮简化的解析模型结合智能优化算法,本论文首次将高温超导磁悬浮二维模型和智能优化算法结合一起对高温超导磁悬浮优化设计进行研究。本论文首先推导基于矢量磁位法的高温超导磁悬浮二维模型,然后详细介绍该模型的电磁控制方程的空间域离散和时间域离散的过程,并且简要介绍了 JFNK法求解非线性有限元方程组的方法,实验测试验证了该模型的有效性和准确性。在分析比较几种常用的随机全局智能优化算法的基础上,决定采用遗传算法对高温超导磁悬浮系统进行智能优化设计。考虑遗传算法内在的并行性和主从式并行计算模型,采用OpenMP并行编程模型对串行优化程序进行了改进。对一种简单的单超导块材的磁悬浮系统优化后结果分析,表明悬浮力和垂向稳定性都得到了大幅度的提高,同时并行程序的计算时间比原串行程序计算时间减少四分之三。利用上述优化算法,分别对由单块和多块的高温超导块材与两种不同的Halbach型永磁轨道组成的悬浮系统进行了优化研究。结果表明,有限元的计算参数(包括超导体的剖分密度和时步法的时间步长)和超导块材的临界电流密度只影响最后优化的悬浮力的大小,并不影响优化得到的永磁轨道的尺寸。超导体的工作高度和几何尺寸对优化后的永磁轨道的尺寸参数有决定性的影响。综合结果说明随着永磁轨道体积的增大,超导块材工作区域下方的永磁的尺寸几乎保持稳定,而区域外的永磁块和永磁轨道的厚度才会随之增大。在寻求系统最高性价比的条件下,存在一个最佳厚度,同时应尽量增大超导块材的宽度。永磁轨道的体积应和超导块材有一个合理的搭配。对于多块超导块材的情况,在以最大化系统的悬浮力为目标函数时,系统的导向力在一定情况下也会随之提高。高温超导磁悬浮需要大尺寸的高温超导块材,因此多籽晶高温超导块材成为目前首选。针对多籽晶超导块材存在的晶间电流和晶内电流在仿真计算中的的困难,本文采用考虑籽晶间的磁耦合的方法仿真晶间电流,计算和测试结果对比表明在场冷的条件下与实验测试结果比较吻合。针对下一步大载重的载人高温超导磁悬浮车的设计,提出增加高温超导块材的数量和Halbach型永磁轨道极数的办法提高系统的悬浮性能。然后采用遗传算法对不同超导块与永磁轨道的组合进行了智能优化,达到了降低成本、提高性价比的目的。