双磁钢差动式极化继电器具有灵敏度高、体积小、动作快、热稳定性高等优点,在导弹、运载火箭上具有较为广阔的应用前景,但是国内产品与国外产品在质量一致性方面对比的结果并不理想,所以亟待开展此类继电器优化设计工作,同时完善我国在继电器设计中的分析手段、设计思想也尤为重要。本文以双磁钢差动式极化继电器为研究对象,对其负载试验与质量特性、仿真模型、结构优化及稳健设计方法深入研究,从而达到提高产品可靠性的目的。首先针对双磁钢差动式极化继电器产品,分别进行恒定阻性负载、浪涌负载寿命试验,通过试验结果对比分析,确定产品故障模式;对关键输出特性参数进行统计分析,评价关键尺寸、工艺参数的工序能力,为后续产品优化设计提供相应的优化方向。接下来,应用三维造型软件UG建立继电器三维装配样机模型,利用ANSYS软件与ADAMS软件计算继电器静态吸力与反力特征;之后基于静态特征仿真中获得的吸力静态数据表,在MATLAB/Simulink模块中获得继电器动态特征结果,最终完成虚拟样机平台的搭建;最后基于磁路法、变形能法以及四阶Runge-Kutta法建立继电器静态与动态快速计算模型,为优化设计提供仿真分析平台。然后,考虑产品失效机理,利用优化设计平台提出三种优化方案。首先优化设计原结构形式的关键参数,分析其对目标特性的影响,并给出优化参数值,同时评估优化效果;之后考虑到衔铁驱动型返回形式的夹持式结构能够抑制弹跳,本文将这种结构引入到继电器设计中,得到改进型的夹持式推动器;最后为了提高触点分开瞬间的瞬时速率,提出接触系统新结构,通过虚拟样机平台仿真分析及样机产品试验分析,全面验证方案对提高产品寿命的可行性。最后,基于前文确定的继电器最佳结构,对其进行稳健优化设计,以减小产品分散性。利用双响应面模型对静态吸力关键点进行均值和方差拟合,对比拉丁超立方试验与均匀试验设计方法的拟合效果;采用多目标粒子群算法对双响应面模型进行寻优,并验证算法的可行性,最终得到最优的因素参数值;分别对电磁系统与接触系统进行容差设计,利用贡献率大小确定显著因素,并通过容差重分配实现提高产品一致性的优化目标。