高精度、高转速数控加工机床是进行高速加工的关键组成部分,而永磁同步电主轴是高档数控机床的核心部件之一,其具有三相异步型电主轴所不具备的特点,如:转子不发热、功率密度和功率因数高、功率体积比大、转动惯量小以及启动时响应速度快等。使用永磁同步电主轴对工件加工能够减小加工过程中因热变形所引起的加工误差,因此使用永磁同步电主轴更有利于高精度、高转速的加工。本文在国家自然科学基金项目《混合驱动电主轴驱动性能及智能控制研究》（项目编号51405209）、横向科研项目《高速高精密永磁同步电主轴的研发》（项目编号KYH17002）、江苏省研究生创新项目（项目编号SJCX17₀753）的资助下,对高速永磁同步电主轴进行了算法仿真分析和研究,主要做了以下几个方面的工作:为满足对加工精度以及转速的需求,本文对永磁同步电主轴弱磁控制中的相应算法进行研究,使永磁同步电主轴在加工时满足性能要求。首先对永磁同步电主轴进行数学建模,在此基础上分析电主轴转速被限制的原因,并提出超前角弱磁调速方式。之后对电主轴在弱磁调速过程中的电流、转速和转矩之间的具体变化过程以及逆变器采用的调制方式进行分析,并给出调制算法的合成原理及各变量间的关系,最后将其用Matlab实现。为了提高永磁同步电主轴弱磁过程中稳态与动态性能,提出模糊控制、滑模控制等方案进行系统转速调节。模糊控制能够根据被控对象实际输出值进行动态的模糊处理,因此对控制系统内部参数变化与内外噪声干扰具有较好地抑制效果,进而使系统获得很强的鲁棒性;滑模控制能够使系统按照设定的轨迹运行,在选择合适滑模面的情况下,滑模控制能使系统快速地趋近稳定状态,因此系统同样具有很强的鲁棒性。因为永磁同步电主轴具有强耦合、强非线性等特点,所以在永磁同步电主轴上应用模糊控制与滑模控制会取得良好的效果。永磁同步电主轴弱磁调速系统中的电流调节器采用PI控制器,不仅增强系统动态性能,还具有完善的参数调整方案。通过对永磁同步电主轴电流环传递函数模型的建立与推导,得出调节器参数的调节公式,同时使用C#建立出应用程序,根据不同的电主轴参数进行调节器参数的设定。为了验证理论分析的有效性与正确性,使用Matlab/Simulink建立出弱磁调速控制系统来模拟数控机床附加载荷与扰动时的情况,验证模糊控制与模糊滑模切换控制算法的控制性能。仿真结果验证了系统在采用模糊控制与模糊滑模切换控制算法时具有优异的静态与动态性能,且在参数调整过程中具有便捷性、易调性等优点,对提高机床加工效率具有重要意义。