永磁直线同步电机具有推力密度大、响应速度快、效率高、精度高、体积小等优点,是高速精密直线驱动的最佳方案之一。然而直线电机存在端部效应和齿槽效应,在运行过程中会引起较大的推力波动,最终产生噪声和振动,因而推力波动是影响直线电机运动控制系统输出性能的关键因素,抑制推力波动是当前的研究热点。为抑制推力波动,提升电机性能,本文从结构设计的角度对电机进行优化设计,在直线电机优化过程中存在优化目标冲突或难以确定最优解的问题,所以选择恰当的多目标优化方法是电机优化的重要环节。双边直线电机由于结构对称性较好,克服了单边直线电机中动子法向力较大的缺点,同时输出推力是单边时的两倍,因此本文设计一台双边长初级的永磁直线同步电机并进行多目标优化研究。本文首先介绍永磁直线电机的研究背景及意义,阐述了电机中推力波动产生原因、推力波动抑制和直线电机多目标优化设计的研究现状。接着从电机本体结构出发,结合永磁电机设计方法初步确定了双边直线电机结构参数,对电机电磁分布和输出特性进行分析,对影响电机输出推力及其波动的结构进行参数化分析。其次为保证电机输出推力并抑制推力波动,提出了一个多目标优化框架,介绍了本文采用的响应面实验分析方法和Taguchi法。结合参数化分析,先应用Taguchi法设计仿真实验,分析实验结果,筛选出影响优化目标的关键因子,再用响应面法设计实验,分析实验结果,最终确定优化方案。通过对比优化前后的仿真结果,验证优化方法的有效性。最后制作样机,对样机反电势常数、负载拉力进行测试,与仿真结果对比分析,验证了电机设计与优化方法的正确性。