日益增长的社会经济和民生需求促使列车不断提速,且对振动、噪声和能耗等方面提出了更高的要求。磁悬浮列车利用电磁力克服重力,消除机械摩擦,具有速度高、噪声小等优点,是未来交通运输系统的发展方向之一。永磁电动悬浮和电磁悬浮混合的支承结构,在降低建设运营成本的同时,能保证良好的悬浮性能。本文建立并简化混合支承结构的数学模型,采用遗传算法对支承结构进行多目标优化设计,并利用电磁场有限元仿真软件进行分析和优化,实验验证分析的正确性,为高速磁悬浮列车研究提供一定的基础。主要研究内容如下:(1)阅读大量文献总结现有磁悬浮列车支承结构的特点和现状,提出混合磁悬浮支承结构的优势。建立混合支承结构的数学模型,探讨永磁电动悬浮模块电磁力与速度的关系,电磁悬浮模块电磁力与气隙和电流的关系,为多目标优化和有限元仿真提供理论依据。(2)利用遗传算法对支承结构进行多目标优化设计,在满足设计要求的前提下使支承性能最优化。以永磁电动悬浮模块的浮阻比和电磁悬浮模块的牵引力为优化指标,电磁力和阻力为主要的约束条件,并考虑空气阻力和转弯时的离心力,建立适应度函数。在MATLAB中编程计算,并根据结果调整约束条件,得到最优的支承结构参数。(3)在ANSYS Maxwell电磁场有限元仿真软件中对支承结构进行参数化仿真,得到其磁场分布和电磁力特性,验证理论分析和模型简化的正确性。重点分析速度对永磁电动悬浮的影响以及电流对电磁悬浮的影响,讨论导体板尺寸对悬浮性能的影响,利用参数驱动仿真设置来提高计算精度和效率,仿真结果的拟合曲线与理论分析一致。(4)用简化的实验装置对永磁电动悬浮结构进行验证。利用旋转式圆盘轨道来实现与永磁Halbach阵列之间的高速相对运动,所得到的实验结果与仿真具有相同的趋势,但数值误差较大。分析误差产生的原因,并通过修正悬浮气隙和仿真模型将理论、仿真和实验的误差降低到15%。