在众多磁悬浮技术中,高温超导磁悬浮和永磁悬浮技术具有很多共同点,基于共用永磁轨道的混合应用具有大载重和自稳定的潜力。本文着眼于高温超导-永磁混合悬浮车系统的悬浮性能分析及设计方法的研究,针对永磁悬浮系统和高温超导磁悬浮系统开展实验研究、有限元分析和解析表达式推导,为高温超导磁悬浮、永磁悬浮以及混合悬浮系统的设计和优化提供参考。首先,基于实验室现有的Halbach型共用永磁轨道,设计了高温超导磁悬浮子系统和永磁悬浮子系统,并根据设计方案搭建两个子系统的实验测试平台,在多种工况下测试了两种悬浮子系统的磁力特性。实验数据表明,在横向自稳定方面,永磁悬浮子系统需要辅助导向装置来维持稳定,而高温超导悬浮子系统具有自稳定的能力,二者的结合可以保持自稳定能力,无需任何形式的辅助导向装置;在悬浮力方面,二者都可以提供向上的悬浮力,以支撑载物重量,但是工作高度的工作区间存在明显差异,解除二者间垂向方向上的相互约束,可以提高系统载重能力。根据磁力特性差异提出双层磁悬浮车架结构,制作混合悬浮车模型,经初步载重实验验证,双层构架的高温超导-永磁混合悬浮系统具有提高载重能力保持横向自稳定的可行性。为获得载重能力更强、横向自稳定能力更充足的混合悬浮方案,结合判断自稳定悬浮的Earnshaw定理,分别对两种磁悬浮技术的提出有针对性的优化目标:对于永磁悬浮子系统而言,需要提高悬浮力,降低横向力刚度;对于高超导磁悬浮子系统而言,需要同时提高悬浮力和横向力刚度。其次,为实现针对两个子系统的优化目标,推导两个子系统磁力特性的解析解是研究的基础。基于Halbach结构磁场分布解析表达式以及COMSOL有限元软件计算得到的块材磁化曲线,对共用Halbach永磁轨道的永磁悬浮子系统和高温超导磁悬浮子系统开展系统的磁通密度解析分析工作;而后,基于二维Maxwell张量方程,分别推导出包含材料属性参数、几何参数、操作参数等在内的两个子系统磁力特性的解析表达式,并借助有限元软件完成解析表达式的有效性验证。相关解析分析结合两个子系统的优化目标分别展开。分析结果表明,提高Halbach结构的波长λ可以同时提高永磁悬浮子系统的载重能力并降低横向力刚度与悬浮力的比值,但是降低波长λ有利于提高高温超导子系统的悬浮力和导向力刚度。在高温超导-永磁混合磁悬浮系统中,高温超导子系统的导向力刚度是限制系统载重能力的关键,因此在混合悬浮的优化方案中采纳降低波长λ的建议。最后,基于环形试验线的永磁轨道,设计、安装并调试了全尺寸的高温超导-永磁混合悬浮样车实验平台,对实验样车进行准静态载重实验和振动测试实验。实验结果与解析表达式的吻合度较高,进一步验证了磁力特性解析解的有效性。此外,参考多种磁悬浮技术的应用形式,还针对侧挂和倒挂形式设计了对应的混合悬浮方案。分析比较了这两种混合悬浮模式的载重能力F_lev和自稳定能力K_gui,其中,侧挂型的高温超导-永磁混合磁悬浮方案利用结构对称的方法,打破了永磁悬浮子系统的横向力刚度与悬浮力同增同减的规律,获得了较小横向力刚度下悬浮力较大的工况,因此侧挂模式的混合悬浮方案更适合大载重的应用需求。