超精密加工是代表世界制造业发展水平的高精尖技术。超精密机床是赖以实现超精密加工的硬件基础,在航空航天、光学仪器、现代化武器等尖端产品的制造方面具有独特的用途。液体静压主轴特有的“误差均化效应”和油膜不可压缩性,使其在回转精度和承载能力要求高的超精密机床中具有不可代替的优势。节流器作为静压主轴的调压元件,对机床加工精度起着决定性的影响。可控节流技术可以根据主轴工况和轴承油腔压力的变化,调控节流器的节流参数,提升轴承的油膜刚度和主轴的回转精度。但利用现有的静压主轴理论,还不能定量解释可控节流静压主轴从不平衡状态到平衡状态以及稳态回转运动误差显著缩小的过渡过程,使得可控节流轴承油膜刚度和主轴回转精度提升的物理机理一直不明确,难以为可控节流静压主轴回转精度的极限预测提供系统深入的理论支持,亟需研究解决。本文聚焦于可控节流静压主轴回转误差形成的过渡过程,建立了基于可控节流的静压主轴回转误差形成过程分析的理论模型,采用有限差分法和欧拉迭代法对所建立的模型进行数值求解,实现了主轴作回转误差运动时回转误差形成过程的定量仿真;研究揭示了可控节流静压主轴刚度和回转精度提升的物理机理及载荷和轴颈形状误差对主轴回转误差形成过程的影响规律;研制了可控节流液体悬浮电主轴样机,建立了主轴综合性能测试试验台,通过试验验证了所提出的理论模型和算法的有效性及理论研究结果的正确性。主要研究工作如下:（1）提出了一种预压预调型可控节流技术,基于流量连续性原理建立了可控节流静压轴承承载性能模型,研究揭示了供油压力、弹簧刚度和控制油腔压力对静压轴承承载能力和油膜刚度的影响规律及轴承油膜刚度的提升机理,并与固定缝隙节流静压轴承的承载特性和试验结果进行了对比分析,验证了理论研究的有效性。结果表明:选择合适的控制油腔压力可以保证可控节流静压轴承在整个偏心率范围内具有最佳的油膜刚度;相对固定缝隙节流,可控节流静压轴承油膜刚度的提升幅度可达50%左右。（2）建立了可控节流静压主轴回转误差形成过程分析的理论模型,采用有限差分法和欧拉迭代法对所建立的模型进行了数值迭代求解,实现了主轴作回转误差运动时回转误差形成过程的定量仿真,揭示了可控节流静压主轴回转精度提升的物理机理。基于可控节流约束方程、静压轴承流体动力润滑方程和主轴动力学方程建立了可控节流静压主轴回转误差形成过程分析的理论模型,定量研究了供油压力、弹簧刚度和控制油腔压力对静压主轴回转误差形成过程及轴心位置参数的影响规律,并与固定缝隙节流静压主轴的回转误差形成过程进行了对比分析,揭示了可控节流技术提高静压主轴回转精度的物理机理。结果表明:可控节流技术是通过减小主轴轴心的回转中心和波动幅值来提高主轴的回转精度。（3）研究揭示了载荷对可控节流静压主轴回转误差形成过程的影响规律。定量研究了不同周期性载荷和瞬态载荷作用下,可控节流静压主轴回转误差的形成过程,并与固定缝隙节流静压主轴的研究结果进行了对比分析。结果表明:周期性载荷会使得可控节流静压主轴轴心围绕回转中心做周期性波动,且主轴轴心波动幅值与周期性载荷的幅值成正比关系;瞬态载荷不会导致主轴产生回转误差,但它的加载形式会映射在可控节流静压主轴的轴心位移和非线性油膜力上,瞬态载荷消失后,主轴重新回到初始平衡位置。（4）研究揭示了轴颈形状误差对可控节流静压主轴回转误差形成过程的影响规律,并与固定缝隙节流静压主轴的研究结果进行了对比分析。定量研究了轴颈圆度误差和圆柱度误差对可控节流静压主轴回转中心和波动幅值的影响,重点分析了轴颈圆度误差频率对可控节流静压主轴回转误差形成过程的影响,发现了轴承油膜对轴颈形状误差具有均化作用。结果表明:轴颈圆度误差对主轴回转中心的影响很小,主要影响主轴轴心的波动幅值和轨迹的形状;轴承油膜对偶数次频轴颈圆度误差的均化作用显著地强于奇数次频轴颈圆度误差;轴颈圆柱度误差对主轴回转误差的影响很小,主轴稳定后的轨迹都近似为圆形。（5）研制了可控节流液体悬浮电主轴样机,并建立了主轴综合性能测试试验台,测得了主轴的回转误差运动轨迹和主轴轴心的径向波动幅值,验证了理论计算的主轴回转误差运动轨迹和主轴轴心径向波动的部分结果。研究表明:理论与试验得到的可控节流静压主轴位移随时间的变化规律基本一致,按正弦或余弦函数规律变化;供油压力与主轴转速对可控节流静压主轴回转误差运动轨迹的影响规律相似,理论与试验获得的X方向主轴轴心的波动幅值的相对误差约为23.6%,Y方向轴心的波动幅值相对误差约为12.8%,两者吻合度较好。本文研究为定量解释可控节流液体静压主轴从不平衡状态到平衡状态以及稳态回转运动误差显著缩小的过渡过程提供了有效的理论基础,揭示了可控节流技术提升轴承油膜刚度和主轴回转精度的物理机理,为高刚度、超精密和智能型液体静压主轴的设计开发提供了新的技术路径。