永磁直流直线电机具有结构简单、推力大、电磁污染小、效率高等优点，所以在国防、自动化、机械等各种往复直线运动的应用场合均有较为明显的技术优势和推广价值。但是，永磁直流直线电机也存在推力波动大的明显缺点，它能引起电机晃动和发出噪音，尤其在慢速时表现的更为强烈，有共振的可能，严重影响电机的运行性能，限制了永磁直流直线电机性能的提高和应用领域的拓展。因此，本文从电机本体设计的角度对推力波动进行了深入地分析，提出减小电机推力波动的方法，在此基础上对电机推力进行优化以获得较大的电磁推力。本文首先介绍了直线电机的基本结构和工作原理，分析了直线电机的优缺点。其次，在分析永磁直流直线电机齿槽力产生机理的基础上，根据虚位移原理得到了齿槽力的数学表达式。利用有限元仿真软件Ansoft分析了槽极数配合、极弧系数、齿槽结构和气隙高度对齿槽力的影响，从而获得减小齿槽力的方法。然后，利用麦克斯韦张量法对永磁直流直线电机端部力进行研究分析，建立了端部力的数学表达式。通过仿真分析动子长度、形状以及极弧系数对端部力的影响得到减小端部力的措施。最后，根据永磁直流直线电机推力的数学模型，结合推力波动的优化方法，对电机的尺寸结构进行优化设计，并进行仿真实验验证。论文的研究结果为解决永磁直流直线电机推力波动的问题提供了系统的理论和方法，提出了改善电机推力的结构优化方法，为永磁直流直线电机的推广应用创造了条件。