在电工装备的制造、装配、使用的过程中,不可避免地存在诸如制造偏差、材料属性差异、工作环境变化等不确定因素。不确定因素往往使得电工装备的实际参数偏离原有的设计值,从而使产品性能下降,甚至发生事故。为了缓解不确定性因素对电工装备造成的负面影响,同时平衡电工装备的可靠性、鲁棒性和其他性能指标之间的关系,因此需要在电工产品的优化设计阶段考虑工程中的不确定性。在考虑鲁棒性和可靠性的前提下,本文为了解决电气工程领域检验电磁场分析方法的标准问题、电工装备中的永磁魔环以及永磁同步电机中的优化问题,主要完成以下工作。首先,在不确定性因素影响下,为了保证电工装备的可靠性与鲁棒性,本文研究了一种科学的最优权重辅助的兼顾可靠性和鲁棒性的优化设计方法（ω-RBRDO）。这种方法兼顾了可靠性和鲁棒性两种指标,通过使约束条件在一定概率下满足,来保证所寻求设计方案的可靠性,同时为了寻求使鲁棒性指标及目标性能这两个指标最优的比例系数,引入了最优权重的思想。本文采用像集法进行选取最优权重,这种方法综合考虑了目标函数间重要程度的差异,能有效提高优化设计方法的准确性。其次,对基于ω-RBRDO的优化设计方法进行了数值的验证。将ω-RBRDO方法与粒子群优化算法结合,分别采用两个解析函数对其进行验证,将优化结果与确定性优化设计、基于可靠性优化设计、鲁棒性优化设计以及参考文献中的优化结果进行了对比,证明ω-RBRDO方法在保证优化设计方案的鲁棒性和可靠性方面的有效性。最后,将该方法用于电气工程领域检验电磁场分析方法的标准问题、电工装备中的永磁魔环以及永磁同步电机。在兼顾鲁棒性和可靠性的前提下,对于标准问题,在超导体不失超的情况下,寻求使杂散场最小同时能量更接近180MJ的设计方案。针对永磁魔环问题,对中心气隙的磁通密度幅值的平均值进行优化设计,在磁通密度幅值波动小于1.8T的情况下使其最大化。对于电机问题,选择了一台3k W铁氧体永磁同步电机,对其峰值电流下平均转矩进行优化设计,在转矩脉动kr≤3%的要求下,通过合理的设计电机永磁体的宽度,长度以及V型的角度,寻求满足要求的使电机峰值电流下的平均转矩最大的设计方案。基于ω-RBRDO的优化设计方法,由于考虑了不确定因素的影响,提高了设计方案的稳定性,同时由于综合考虑了鲁棒性和可靠性两种指标,改善了以往只考虑一种指标的现状,对未来高性能电机的精细化设计和生产具有一定的指导意义。