线性驱动技术的发展,为气体制冷机技术成为低温超导、空间探测领域的一大主流冷却技术奠定了基础。压缩机作为低温制冷机的动力源,对整个系统最终的效率有着至关重要的影响。线性压缩机是一种自由活塞式的压缩机,它基于电磁振荡原理运行,利用直线电机驱动活塞作往复直线运动,从而周期性地实现气缸内气体的压缩膨胀过程。线性压缩机具备结构紧凑、高效节能、易于控制等一系列优点。由于线性压缩机活塞处于半约束状态,其运动相较于传统的压缩机增添了更多的不确定性,如何提升系统在启动阶段的稳定性,是工程应用中亟需解决地主要问题。本文结合生产实际,针对企业在动磁式线性电机驱动的斯特林制冷技术中遇到的活塞行程异常问题,主要开展几个方面的研究:1)建立制冷机整机Sage模型。通过测试机器实际制冷量以及压力波,与模型计算结果进行了对比,证实了模型的准确性。之后试图通过该整机模型对线性压缩机活塞行程异常问题进行复现并解释。2)结合向量分析方法,使用COMSOL完成动磁式线性压缩机带声负载情况下的瞬态模型,通过搭建活塞位移特性测试实验装置,对线性压缩机COMSOL模型进行了验证。同时计算结果与Sage整机模型基本吻合,证明Sage对压缩机模块作简化处理是合理的。3)基于线性压缩机的电磁-机械耦合系统的控制方程,结合微分方程的稳定性判据,提出了一种定性分析线性压缩机稳定性的方法,并结合模型计算结果研究了气体力对其稳定性的影响以及气体力随温度的变化关系,对企业遇到的活塞行程异常问题做出了解释。