本文结合国家自然基金资助项目“精密高速数控机床主轴在线动平衡技术的研究50375002”,在大量调研国内外动平衡仪相关技术的研究现状和成果及其存在问题的基础上,开发机械装置结构简单稳定、易于控制的高精度全自动高速主轴在线动平衡仪,主要研究内容和成果如下： 在线动平衡仪数字信号处理方法的研究.本文采用振动分析法,提取主轴振动的特征参数。FFT算法在分析主轴转频时一般有1～3HZ的误差,且FFT算法获得的相位误差偏大,严重影响了高速精密电主轴的振动控制精度。本文采用专业测频的方法获得主轴转速,然后以此转频为基频,采用最小二乘法直接拟合经过低通滤波后的振动信号的前四阶频率成份,获得主轴的振动信息。实验验证该算法可行且精度较高。 在线动平衡仪平衡头机械结构设计。平衡头整体上采用对称式结构设计,以与中心轴连为一体的啮合齿圈为中心,左右两侧各有一带有校正用不平衡量的平衡环及其驱动执行机构,平衡环在其驱动机构滚动摩擦力的作用下与主轴形成差速运动,实现了不平衡量的位置调整,我们命名这种新型平衡头为摩擦型在线动平衡装置,实验验证该类型的平衡头不但结构简单,而且运行稳定可靠。 在线动平衡仪控制系统设计。选用32位高性能数字信号处理器TMS320F2812作为控制系统的核心处理器,外扩了16位分辨率的∑-△型A/D转换器AD73360,二者的结合保证了较高的数据处理速度和精度,进而保证了较佳的平衡效果,同时控制系统的硬质PCB板按照高速信号板技术要求设计,稳定可靠；控制系统的软件部分采用C语言和汇编语言混合编程实现,且把对实时性要求较高的关键代码搬运到高速外部RAM中运行,保证了动平衡对数据处理的实时性要求。实验验证该控制系统控制策略正确、控制精度较高。 应用上述技术和方法开发了基于DSP的全自动高速主轴在线动平衡仪样品仪器。样品仪器实验证明本文所述的动平衡仪平衡头机械结构设计合理、简单稳定,动平衡仪控制策略和方法可行、控制系统稳定可靠,所研制的样品仪器主要性能指标达到了预期目标。