在现代高速高精度加工中，高速数控机床已经得到了广泛的应用，同时对于如何提高高速旋转设备的加工和运行精度的研究也日益得到重视，大中型旋转机械的加工和运行精度主要受高速主轴系统的不平衡振动影响，主轴系统的不平衡振动可能受多方面因素作用，例如安装，制造工艺和环境因素，运行过程中的磨损和负载冲击等等。所以，对于高速主轴系统的动平衡理论和方法的研究，从而提高旋转机械的加工和运行质量，具有很好的实际意义。 本文通过研究主轴系统的动平衡理论，对基于影响系数法的在线动平衡方法进行了研究。并在影响系数法的基础上，研究了基于影响系数法的矢量平衡法在线动平衡原理，可以在不停机的情况下完成动平衡过程。研究了在线动平衡过程中，为平衡原始不平衡量，对调整环平衡后的角度进行了算法设计。本文研究了基于单片机AT89C51的两种动平衡装置中调整环在线控制。通过对控制系统软件的设计，以及对硬件电路的设计，能有效的完成对机构中关键零件调整环的驱动、控制，对调整环的位置进行很好的定位。本文通过对高速主轴在线动平衡实验平台的建立，完成了对动平衡装置和高速主轴的信号采集、分析。同时，完成了现场动平衡实验。通过对设计出的调整环在线控制系统，分别对电磁式在线动平衡装置和摩擦式在线动平衡装置中的调整环进行角度检测和角度控制，并对数据进行了分析、处理。控制系统运行良好，能够很好的达到实验要求，为在线动平衡装置在高速主轴系统上的运用提供了有效的实验数据。实验方法和结果为以后的研究提供了较强的实用价值。 本文对于高速主轴不平衡振动和在线动平衡技术的实用控制系统的研究，为提高高速数控加工中心的加工质量奠定了实验和理论基础。