電磁鐵設(shè)計的終目的是制造出高質(zhì)量的電磁鐵。為了便于制造，近年來電磁鐵的設(shè)計不局限于采用優(yōu)化方法以找出最優(yōu)或較優(yōu)的設(shè)計方案，而且還逐步擴(kuò)展到利用計算機(jī)及有關(guān)的外圍設(shè)備(如數(shù)字化儀、繪圖機(jī)等)，將設(shè)計方案直接以相應(yīng)的加工圖紙的形式輸出。我們將電磁鐵優(yōu)化設(shè)計和計算機(jī)繪圖作為一個設(shè)計過程，并稱之為電磁鐵計算機(jī)輔助設(shè)計(簡稱電磁鐵CAD)。有時，還可以利用某些設(shè)計結(jié)果，通過編程，直接控制數(shù)控機(jī)床或其它智能加工設(shè)備來加工有關(guān)零部件，這種利用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計與制造的過程被稱之為計算機(jī)輔助制造(簡稱CAM)。
在電磁鐵優(yōu)化設(shè)計過程中，大量的工作在于電磁鐵有關(guān)特性的計算，例如電磁吸力特性的計算、線圈穩(wěn)態(tài)溫升的計算等。由于電磁鐵優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型所考慮的因素較多，上述計算較復(fù)雜，即使采用了電子計算機(jī)也需要較長的計算時間。所以，對于電磁鐵有關(guān)特性的計算，是電磁鐵優(yōu)化設(shè)計中較重要而又較難處理的任務(wù)，這也是我們今后所要研究的重要問題之一。可以說，電磁鐵有關(guān)特性計算的難易程度及精度高低，將直接關(guān)系到電磁鐵優(yōu)化設(shè)計的成敗。為此，我們將首先在第二章和第三章著重介紹直、交流電磁鐵有關(guān)特性的數(shù)值計算方法。
從上述的電磁鐵的傳統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計的過程可以發(fā)現(xiàn)，二者存在一定的相同之處，例如，都需要建立數(shù)學(xué)模型，都需要計算電磁鐵的有關(guān)特性，以便判斷出設(shè)計是否合理。然而從本質(zhì)上講，無論在數(shù)學(xué)模型的質(zhì)量還是在求解數(shù)學(xué)模型的手段和方法上，后者較前者都有一個質(zhì)的飛躍。
在電磁鐵傳統(tǒng)設(shè)計中，只有將許多復(fù)雜的特性計算簡化處理，才能推得有關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算公式，這也影響了設(shè)計精度的提高。電磁鐵優(yōu)化設(shè)計采用電子計算機(jī)進(jìn)行各種復(fù)雜的特性計算和分析，并且運(yùn)用了許多先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法，從而可以比較準(zhǔn)確地計算電磁鐵各有關(guān)特性，以獲得較理想的數(shù)學(xué)模型。由于采用了優(yōu)化方法設(shè)計，可以保證電磁鐵的設(shè)計方案在某些技術(shù)條件的基礎(chǔ)上，達(dá)到最優(yōu)或較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，這也是優(yōu)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計本質(zhì)上的差別之一。
