研究了基于运动合成的椭圆内曲面成形方法,重点开展静压主轴椭圆轴心轨迹控制技术研究。构建了基于新型静压轴承和新型伺服节流阀的液压控制系统；研究了新型轴承—转子系统及新型伺服阀节流系统的动力学特性和控制特性；研究了椭圆轴心轨迹的控制技术和方法。为椭圆内曲面加工新方法的实现奠定了理论基础。开展了椭圆内曲面运动成形基础理论研究,并详细阐述了其实现方案和成形原理。研究了多种轴心公转轨迹与刀尖自转轨迹进行合成时形成椭圆刀尖轨迹的必要与充分条件；研究了刀具初始相位角对形成椭圆刀尖轨迹的影响；给出了多种轴心公转轨迹和不同刀具初始相位角下形成椭圆刀尖轨迹的特征和控制方程。针对椭圆轴心轨迹的空间要求,开展了椭圆廓形静压轴承的理论研究,给出了其雷诺方程和流量连续性方程等基础性方程及计算方法。提出了动压比的概念来衡量封油面上动压效应的大小,并对主轴轴心在新型静压轴承内运动轨迹为小椭圆时的动压比进行了仿真计算。利用偏导数法研究了半径间隙和椭圆度对新型静压轴承静动态特性参数的影响。设计了一种基于压电陶瓷的新型伺服节流阀,可以弥补普通电液伺服阀频响较低的缺点。基于新型油腔嵌套式轴承及新型伺服节流阀的结构,构建了轴心运动轨迹的液压控制系统。对新型节流阀的流量公式进行了仿真拟合。利用基于贝叶斯正则算法的BP神经网络对压电陶瓷的位移输出进行了仿真预测。根据动压效应的研究结果对封油面上的油膜力分布进行线性化处理,利用流量平衡方程以及高斯—勒让德积分公式得到了承载油腔以及控制油腔的压力计算公式,这种简化计算方法既简单又可以大大节省计算时间。仿真计算了轴心期望运动轨迹与新型节流阀控制电压的定量关系。利用最优控制理论对主轴轴心公转轨迹为椭圆的问题进行了最优控制建模。建立了基于新型静压轴承的轴承—转子系统的动力学模型,并以轴心位置坐标为待优化的状态变量,控制外力(这里为油膜合力)为控制变量,以待优化的轴心坐标与期望轴心坐标的偏差作为性能指标,得到系统的最优控制模型。求解勒让德零点以及对状态变量和控制变量近似化,通过高斯伪谱法将最优控制问题又转化成了非线性规划问题,最后通过序列二次规划法仿真得到了轴心运动轨迹的最优控制参数。仿真结果表明轴心的优化位置坐标与期望位置坐标非常接近,高斯伪谱法精度较高且可以应用在轴心运动轨迹的最优控制上。对主轴轴心的运动轨迹进行了开环控制仿真研究。利用轴心期望轨迹与新型节流阀控制电压的定量关系,通过欧拉方法迭代得到轴心的开环控制仿真轨迹。仿真得到轴心轨迹为不同椭圆度的椭圆时开环控制轨迹图,并对有瞬态干扰力时开环控制的轴心运动轨迹也进行了仿真。仿真结果表明开环控制方法不但可以控制轴心运动轨迹为不同椭圆度的小椭圆,还可以在系统受到干扰时保持较好的鲁棒性。对新型压电伺服节流阀以及油腔嵌套式轴承系统分别进行了动力学建模,得到系统的传递函数,并进行了前馈解耦。基于轴心期望运动轨迹的周期性特点,采用重复控制算法对系统进行了闭环控制仿真。在MATLAB的simulink环境下对系统进行建模,利用设计的重复控制器对轴心运动轨迹进行了闭环控制的仿真研究。仿真结果表明重复控制算法控制轴心跟踪期望轨迹时具有较高的精度。