近年来,随着高速列车技术的日益普及,车速不断提高的同时伴随着车体疲劳应力的增加,不但影响乘客的乘坐体验,危险也随之上升,对高速列车运行安全性和平稳性造成不利影响。列车悬架系统作为列车减振的核心,将在其中起到关键作用。传统的悬架系统不能够兼顾车辆的平顺性和操稳性,主动悬架系统能够产生可调的主动控制力。超磁致伸缩作动器(Giant-Magnetostrictive-Actuator,GMA)作为列车主动悬架系统的重要部件,输出力的大小直接影响悬架系统的减振效果及在高速列车上的应用。针对传统的电动式作动器中存在的问题,本文采用新型超磁致伸缩材料(Giant magnetostrictive material,GMM)设计一种检测深度范围大、余振小、频带宽、输出力更大的作动器,并对其关键技术进行研究。首先,对引起车辆振动的原因进行系统的分析,介绍列车几种悬架系统针对作动器的研究进展,提出将GMA应用在列车主动悬架系统中的方案。在研究稀土-铁磁致伸缩材料的机理和GMA工作原理的基础上,推导出磁机耦合关系式;对GMA中GMM棒的尺寸、工作参数、磁路和预应力等进行了设计。偏置磁场的设计中,本文采用改进永磁铁的布置方式来提高偏置磁场的效能。磁路设计中,先设定作动器的最大输出位移,进而优化磁路,最终得到适用于作动器的结构尺寸。其次,对超磁致伸缩作动器进行了有限元仿真与磁场分析。对作动器进行了三维仿真分析,研究了不同导磁片厚度对GMM棒内磁场分布的影响,及GMM棒在涡流效应下不同激励频率对磁场分布的影响。最后,在分析主动悬架工作原理的基础上,建立GMA在主动悬架中的数学模型,在Matlab/Simulink中搭建GMA/列车主动悬架模型,用遗传算法优化模糊PID控制的方式对GMA进行了控制,并利用Simulink搭建作动器控制框图进行仿真分析,与普通遗传算法PID控制效果进行对比分析。通过仿真对比分析显示:所采用的基于遗传算法优化模糊PID控制器参数的方法可以有效提高系统控制效果。