自由活塞发电机（FPLG）是混合动力汽车（HEV）的理想动力源，具有低摩擦损耗、可变压缩比、适用于各种燃料、高热效率等潜在优势。目前没有商用是由于缺乏可靠的控制。本文的第一部分是对FPLG及其研究现状的介绍。第二部分分析了FPLG的结构和工作原理。然后分析了FPLG中的热力学过程，建立了基于位置域及实时运动控制策略的各种FPLG数学模型并对其进行验证。结果表明，基于位置域的FPLG数学模型与实际结果相符，实时运动控制策略能够精确地控制活塞组件的位置。