本论文的研究来源于“空间环境地面模拟装置”（“十二五”国家重大科技基础设施）的分系统——“空间等离子体环境模拟与研究系统”。该系统中的磁体子系统用来产生物理实验所需的磁场位形，从而控制等离子体的动力学过程，模拟和研究空间等离子体物理现象。本文主要对线圈组的电磁参数进行了设计和分析，并以此为依据确定磁体子系统的工程设计。主要研究内容包括：根据磁场位形的设计需求和线圈组的约束条件设计各个线圈的电磁参数，对线圈之间的电磁相互作用进行计算，并对线圈产生的瞬态磁场在真空室壁上的感应涡流进行分析。　　本论文首先分析了磁场位形的物理需求，主要针对磁层顶重联和地球辐射带模拟实验研究所需的背景磁场，基于物理过程的相似性，由弗拉索夫定标关系得到了实验室磁鞘和磁层顶的磁场需求，由理想磁流体定标关系得到了实验室偶极磁场的参数需求。其次，基于前述的物理需求，详细论述了磁体线圈电磁参数的设计过程，从推导一般情况下线圈的电磁参数与其约束条件之间的关系出发，论述了磁场、磁场的脉冲特性、线圈储能对线圈电磁参数的约束机制，并给出了线圈组的电磁参数。　　然后，论述了线圈之间的电磁相互作用，包括线圈之间的互感和电磁力。基于物理实验中各类线圈位置关系的分类，对各种情况下的互感和电磁力进行了计算和分析，为线圈的全电路仿真和机械设计提供了输入参数。　　最后，计算了线圈产生的磁场在真空室壁上感应的涡流，并将涡流对线圈脉冲电流的阻尼等效为真空室壁和线圈之间的互感，推导了真空室壁的等效电路参数。基于线圈电磁参数的设计、互感的计算和涡流的分析，对典型实验工况下线圈的脉冲电流进行了全电路仿真，得到了磁体子系统较为全面的电磁特性，为磁体电源提供了必要的设计依据。