早在19世紀末與20世紀初就有人從事直線電機的研究，但當時的技術水平有限，未能獲得成功。直到20世紀50年代中期，控制技術、材料技術的飛速發(fā)展和新型控制元器件的不斷出現(xiàn)，直線電機的理論和應用都獲得了新的發(fā)展。特別是近10年來，由于高速、精密機床進給系統(tǒng)的需要，使直線電機的優(yōu)越性充分體現(xiàn)出來，直線電機的研究重新成為熱點領域。了解直線電機的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，對開展新型直線電機研究是非常必要的。

    由于直線電機/結構的特殊性，旋轉電機的理論不能直接應用到直線電機上，也使直線電機的分析變得更為復雜。為此，進行了大量的研究工作，提出了各種理論分析方法。主要有:直接解法、分層理論與傅立葉法、有限元法、邊界元法等。

    直接解法是由Shtuman和Aranov為解決邊界效應問題而提出來的，它從三維Maxwell方程出發(fā)，經(jīng)過簡化，推導出一維方程的解。后來Gieras等用一種簡化的等效電路來描述上述直線電機入端的端部效應。Wilkinson還提出了一種更為詳細的分析方法，他根據(jù)直線感應電機的入端端部效應建立了氣隙磁密方程。

目前直線電機的解析研究集中在一維穩(wěn)態(tài)方面，主要有磁路法、磁場解析法、等效磁網(wǎng)絡法、等效電路法等。它一般是將電機理想化，即取電機的一個極距為求解區(qū)域，將繞組和永磁體等效成正弦電流層，忽略鐵芯開端和邊端效應、補償繞組、端部半填槽、三相繞組實際不平衡等因素的影響.基本上是沿用旋轉電機的分析方法，在實際使川中存在較大的誤差。

 分層理論分析方法是山Gullen和Button首次提出，后來由Grieg等人發(fā)展起來的一種二維磁場分布解法. Oberret等人在二維分層方法革礎上發(fā)展起來的三維分層法，用Fourier雙級數(shù)法來摸擬直線電機的縱向和橫向邊緣效應。這兒種分層理論分析方法只考慮了次級鐵芯的飽和，而沒有考慮初級鐵芯飽和。1993年Idir等人提出了一種既考慮初級鐵芯的飽和，又考慮次級鐵芯飽和的分層理論分析方法。

 有限元法非常適合于求解直線電機的電磁場方程。有限元法首先將電機的求解區(qū)域進行剖分，二維情況下剖分成一系列連續(xù)的三角形或四邊形單元，三維情況下剖分成一系列連續(xù)的六面體單元，單元節(jié)點上的矢最磁位A按照預先假設的變化方式進行計算，然后從Maxwell基本方程出發(fā)，導出一組以磁場矢量磁位A為變量的偏微分方程。目前，采用二維有限元法計算直線電機的電磁場分布和工作特性己得到較廣泛的應用；隨粉計算機技術的發(fā)展和有限元法本身的改進，三維有限元法也被越來越多地應用于直線線電機的分析計算。應用有限元法直接由直線電機內的磁場分布求解其電氣參數(shù)，突破了傳統(tǒng)方法將場簡化為路的局限性，使計算方法得到了發(fā)展。

直線電機的設計準則是由Laithwaite于1965年提出的品質因數(shù)G。它是表示直線電機電路與磁路耦合程度的質量因數(shù)，具有多種定義形式。然而，對于高速直線感應電機來說，品質因數(shù)大井不能保證電動機產(chǎn)生最大推力和最高效率，于是Boddia等提出了最佳品質因數(shù)的概念。

為了精確計算直線電機的電磁特性參數(shù)、輸出力，優(yōu)化電機結構尺寸，縮短開發(fā)周期，降低設計制造成本，必須通過對場的分析，才能使計算較準確。直線電機設計過程中考慮較多的是采用各種措施來降低端部效應的影響。如在直線電機初級繞組的端部槽中，采用全填滿的繞組形式提高電機的性能；也有采川精確分析端部效應的方法，為直線電機設計提供參。

目前，在直線電機的設計研究中，一個非?；钴S的研究方向就是引入了各種數(shù)值算法和優(yōu)化算法，對直線電機進行計算機輔助優(yōu)化設計。如:從場-路結合的觀點采用混合罰函數(shù)法對直線電機進行優(yōu)化設計，目標函數(shù)為單位體積產(chǎn)生的推力;考慮各種因素影響，采用多目標優(yōu)化技術進行直線電機設計，采用Hook-Jeeves法對直線電機進行優(yōu)化設計，目標是直線電機的力能指標最大，對直線電機的其他性能指標引入約束條件，約束處理采用外點罰函數(shù)法，采用神經(jīng)元網(wǎng)絡對直線電機進行優(yōu)化設計，電機部分的計算采用有限元法，對二維有限元法計算大氣隙直線電機的磁場分布的局限性，提出三維有限元計算的數(shù)學物理模型和計算方法等。