随着高端装备制造业、新型机器人产业以及军工尖端行业的迅猛发展,传统单一自由度电机已经无法满足当今日益精细化的复合运动需求。高档多自由度加工中心、特种机器人关节、特殊雷达天线折展机构、办公自动化产品等诸多典型应用领域对多自由度高精度复合运动执行器的需求更为迫切,但传统电磁式螺旋传动机构结构复杂、力密度较低、解耦困难等原理性问题限制了进一步的发展。本文提出了一种新型六相双定子螺旋运动永磁执行器,分析了执行器的运行机理和数学模型,针对执行器转矩和推力波动较大的成因及抑制方法进行深入的理论分析与仿真研究,新型六相双定子螺旋运动永磁执行器对于简化螺旋传动机构具有借鉴意义和应用前景。首先,介绍了新型六相双定子螺旋运动永磁执行器的特殊结构,阐述了执行器实现螺旋复合运动的原理及产生多种运动形式的条件要求,针对执行器径向和轴向产生电势的电频率是否相等的问题,从三方面对绕组相电势进行推导,即整体运动电势角度、解耦运动电势角度和磁通变化率,详细分析了绕组相电势的组成部分以及电磁功率恒定的必要条件,本文通过对执行器的数学模型进行分析,推导得到了该执行器的磁链方程、电压方程、转矩方程和推力方程。其次,为进一步验证数学模型的有效性,以新型六相双定子螺旋运动永磁执行器为研究对象,根据传统电机的设计理论进行执行器的尺寸设计,使用电磁场仿真软件建立了执行器的仿真模型,通过对空载和负载两种不同工况下的磁链、电压、转矩和推力波形进行仿真分析,三维有限元分析结果和解析方程结果进行对比验证,结果表明了六相双定子螺旋运动永磁执行器数学模型的正确性。再次,针对六相双定子螺旋运动永磁执行器运动过程中转矩波动较大的现象,分析了执行器转矩波动的成因以及波动的重要组成部分,以齿槽转矩波动为抑制对象、以转矩波动峰-峰值最小为目标,通过调整定子槽口宽度、永磁体极弧系数、定子斜槽角度等参数,得到了一种使六相双定子螺旋运动永磁执行器负载转矩波动最小的优化方案,优化方案有效抑制了转矩波动。最后,同样针对六相双定子螺旋运动永磁执行器直线运动过程中推力波动大的现象,分析了执行器推力波动的成因以及波动的重要组成部分,以空载轴向力为抑制对象、以负载推力峰峰值最小为目标,通过调整定子槽口宽度、永磁体极弧系数、定子倾斜角度、双定子间轴向长度,得到推力波动的最优方案,方案有效减小了推力波动。