该文的主要研究内容:1.建立高速电磁开关阀性能预测模型;充分考虑影响高速电磁开关阀性能的因素,如磁化过程中的非线性,电、磁、机、液子模块之间的耦合性等,运用系统模块化的分析方法,建立简单、实用的性能预测模型和迭代求解算法,不仅可用于对虚拟的高速电磁开关阀进行仿真分析,而且可用来对已有阀的性能进行评估,能够较好地预测高速电磁开关阀的实际动态工作过程.在高速电磁开关阀的性能预测模型的研究中,首先将非线性耦合系统划分为四个子模块分别进行建模,然后以控制时序为基础建立阀的动态过程模型,从而完善高速电磁开关阀的动态性能预测模型.2.深入研究电磁模型的非线性;电磁子模块是分析的难点和重点,该文单独作为一章来研究.文中基于改进的矢量Preisach磁滞模型,建立考虑磁滞和涡流等非线性因素的电磁子模型,并结合实验参数和仿真数据进行参数识别研究.在电磁子模块的仿真计算过程中,引入不动点技术(FPT),使得计算的精度提高,速度加快.然后与其他子模块结合,建立整个系统的计算模型,并给出仿真结果.3.对影响高速开关阀性能的参数进行灵敏度分析;参数灵敏度分析在高速电磁开关阀性能预测和优化设计之间起到承前启后的作用,是电磁阀结构参数和驱动方案优化设计的前提.在对高速电磁开关阀数学模型及其动静态特性分析的基础上,文中首先给出源于控制系统理论的参数灵敏度概念,进一步分析不同设计参数变化对高速开关阀性能的影响,并给出不同参数在某一范围变化时的参数灵敏度变化曲线,不但得出不同设计参数对性能指标的影响规律,而且可得到多参数变化对阀性能影响的关系模型,为进一步优化设计高速开关阀提供理论依据.4.深入研究多目标多参数优化设计问题;基于遗传算法和直接搜索算法,提出一套适用于高速电磁开关阀的新混合优化设计方法,以便更好地求解这类多极值电磁逆问题.该文主要针对输入电流的优化控制方案进行研究,在软、硬件上实现对高速电磁开关阀的优化控制.5.开展高速电磁开关阀的实验研究; 在理论分析和优化设计的基础上,制作高速电磁开关阀样机并开展试验研究.利用建立的高速电磁开关阀的性能预测模型的仿真分析结果,与实验测试结果进行对比分析,验证前述的理论,并将仿真数据和实验测试数据相结合,用混合优化算法来指导新一轮的设计.