主轴回转误差对机床加工精度有着重要影响,回转误差间接补偿以及对回转误差直接控制是提高加工精度的两种有效途径。间接补偿往往需要复杂的补偿执行机构,且不能减小回转误差本身。本文对嵌入控制油腔的静压主轴进行轴心运动主动控制,以减小主轴自身的回转误差为目标,研究不同工作参数以及静压主轴系统参数对主轴轴心运动可控性的影响,为这类回转误差主动控制主轴系统的设计提供理论参考。首先,基于雷诺方程以及流量守恒方程建立了嵌入控制油腔的静压主轴轴心运动模型,阐述了轴心运动主动控制的基本原理。然后,为验证轴心运动的可控性,设计了用于轴心运动主动控制的PID控制器,以未施加外载荷的轴心平衡位置为目标值,对不同载荷、主轴转速、供油压力、润滑油粘度条件下的轴心运动进行了主动控制研究,结果表明,定载荷下,轴心发生的偏移量随着载荷的增大而增加,轴心运动主动控制调节时间随之增加;周期性载荷下,轴心运动频率与外载荷频率一致,轴心运动幅度随着外载荷幅值的增大而有所增加,相比于无控制的情况,有控制的轴心运动幅度均得到有效减小。不同的主轴转速对轴心运动控制效果无明显影响。供油压力增大,轴承油膜刚度随之增加,主动控制的调节时间有一定程度的减小。润滑油粘度增大时,油膜阻尼增加,有利于减小主动控制下轴心的运动幅度。接着,为便于对所设计的主轴轴心运动主动控制系统的实施,对静压主轴系统模型进行了局部线性化,建立了状态空间模型,在此基础上设计了线性二次型调节器（LQR）以及模型预测控制器（MPC）,将其应用于非线性模型中,进行轴心运动的主动控制研究。结果表明,两种基于状态空间模型设计的控制器均具有理想的控制效果,定载荷条件下,调节时间相比于PID减小了 70.6%以上;周期性载荷条件下,轴心运动幅度相比于PID减小了 72.2%以上。最后,在实验室现有的滑动轴承实验台上,搭建了主轴轴心运动信号采集以及控制平台,进行了主轴轴心运动控制实验。结果表明,在论文的实验条件下,x、y方向的轴心运动幅度分别减小了2μm、4.5μm,验证了所提出的轴心运动主动控制方案的可行性。