摆式列车是在我国许多现有线路上提速的可选方案之一，因此，对我国第一列摆式列车而言，任何有价值的研究都将倍受关注。本论文主要进行了以下两方面的研究：一是对倾摆机构的数学模型进行了改进，使它更有利于倾摆机构的寿命，更有利于乘客的舒适性；二是对倾摆机构进行了数值优化设计，使其效率更高。 首先，基于国内外倾摆规律分段表示的现状，提出了用KS函数对其尖点进行光顺的改进模型。由于倾摆规律的分段表示，在作动器的推力曲线上，产生了两次尖点跳跃，这对于提高作动器的工作可靠性是非常不利的。本文充分利用KS函数的包络特点，提出了最大及最小混合包络的概念，从而实现了尖点的可控光顺，克服了分段的缺点。随后的数值实验证明了这一点。 其次，基于运动学及动力学方程，对倾摆机构进行了优化设计。在设计过程中，是以倾摆作动器上的推力为目标函数，以四杆机构的几何为设计变量。由于推力还随倾摆角、倾摆角速度、倾摆角加速度变化，因而这是一个相当复杂的隐式约束优化设计问题。为此，利用Matlab为数学处理工具，对其离散化数值求解。 为了验证本文的推导过程，最后还用专用软件对倾摆过程予以动态仿真。仿真结果表明，输出结果与用Matlab计算的数值解完全一致。