伴随着科学技术的发展以及生产技术的提升,高效率精密加工的应用领域变得越来越广泛,因此对加工设备的要求就越来越高。作为数控机床主要组成部分的主轴系统,直接影响着数控机床的性能,研究并分析对主轴系统性能影响较大的因素,对提高主轴系统的性能,进而提高数控机床的精度和加工效率具有重要的意义。由于主轴系统作为一个跨多个领域的耦合系统,完全通过实验进行研究分析,经济成本和时间成本都很高。故本文通过引入计算机建模与仿真分析技术来研究和分析该问题,首先建立基于Modelica语言标准的数控铣床主轴系统的多领域模型,然后结合仿真实验结果以及相关理论对模型的动态性能进行研究分析,主要工作集中在以下几点:首先,本文在分析了数控铣床主轴系统的物理原理以及工作规律的基础上,将主轴系统划分为电气、控制以及机械子系统,并建立了异步交流电机的数学模型,随后对主轴机械传动子系统进行了动力学分析,同时根据模块化建模的思路,并遵照Modelica语言标准分别建立起了异步交流电机子系统以及机械传动子系统的模型。其次,分析了基于转子磁场定向的矢量控制以及空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术的驱动控制系统,同时建立起伺服驱动控制子系统的模型,并将各子系统集成为主轴系统的总体模型。最后,为了验证模型的正确性以及研究分析模型的性能,分别就异步电机本体模型、异步电机及驱动控制系统的集成模型以及主轴系统的总体模型进行了仿真分析,结合仿真结果与理论要求验证了所建立的主轴系统模型的正确性;同时对系统的仿真结果曲线进行分析,表明系统模型具有良好的动态特性。除此之外,并就部分机械参数设计了参数扫动实验研究其对主轴系统动态特性的影响情况。本文的研究方法对提升数控机床性能方面的研究具有一定的借鉴意义,为进一步实现数控机床的高精高效化研究提供了一种新思路。