電磁鐵設計的終目的是制造出高質量的電磁鐵。為了便于制造，近年來電磁鐵的設計不局限于采用優(yōu)化方法以找出最優(yōu)或較優(yōu)的設計方案，而且還逐步擴展到利用計算機及有關的外圍設備(如數字化儀、繪圖機等)，將設計方案直接以相應的加工圖紙的形式輸出。我們將電磁鐵優(yōu)化設計和計算機繪圖作為一個設計過程，并稱之為電磁鐵計算機輔助設計(簡稱電磁鐵CAD)。有時，還可以利用某些設計結果，通過編程，直接控制數控機床或其它智能加工設備來加工有關零部件，這種利用計算機進行設計與制造的過程被稱之為計算機輔助制造(簡稱CAM)。

在電磁鐵優(yōu)化設計過程中，大量的工作在于電磁鐵有關特性的計算，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)化設計的數學模型所考慮的因素較多，上述計算較復雜，即使采用了電子計算機也需要較長的計算時間。所以，對于電磁鐵有關特性的計算，是電磁鐵優(yōu)化設計中較重要而又較難處理的任務，這也是我們今后所要研究的重要問題之一。可以說，電磁鐵有關特性計算的難易程度及精度高低，將直接關系到電磁鐵優(yōu)化設計的成敗。為此，我們將首先在第二章和第三章著重介紹直、交流電磁鐵有關特性的數值計算方法。

    從上述的電磁鐵的傳統(tǒng)設計與優(yōu)化設計的過程可以發(fā)現，二者存在一定的相同之處，例如，都需要建立數學模型，都需要計算電磁鐵的有關特性，以便判斷出設計是否合理。然而從本質上講，無論在數學模型的質量還是在求解數學模型的手段和方法上，后者較前者都有一個質的飛躍。

    在電磁鐵傳統(tǒng)設計中，只有將許多復雜的特性計算簡化處理，才能推得有關結構參數的計算公式，這也影響了設計精度的提高。電磁鐵優(yōu)化設計采用電子計算機進行各種復雜的特性計算和分析，并且運用了許多先進的數學方法，從而可以比較準確地計算電磁鐵各有關特性，以獲得較理想的數學模型。由于采用了優(yōu)化方法設計，可以保證電磁鐵的設計方案在某些技術條件的基礎上，達到最優(yōu)或較優(yōu)的經濟技術指標，這也是優(yōu)化設計與傳統(tǒng)設計本質上的差別之一。