精密和超精密加工技术,是衡量一个国家制造业水平的重要标志。而电主轴单元作为高档数控机床的核心部件,其末端热误差严重影响着数控机床的加工精度及精度稳定性。电主轴单元在加工运行状态时,其末端热误差不仅受到电主轴单元内部结构生热的影响,还与加工环境温度的不稳定性密切相关。针对这些问题,本文基于循环冷却液换热方式构建出了一种电主轴单元结构温度主动控制策略,通过试验验证了该主动控制策略的有效性。最后以试验数据为依据,通过有限元数值仿真方法分析了电主轴单元的热平衡特性。首先,分析了电主轴单元结构热特性机理,剖析了电主轴单元热误差产生的根本原因。继而提出了电主轴单元结构温度的“在线监测-决策-调控”机制的主动控制模型,并以该模型为基础构建了电主轴单元结构温度模糊神经网络PID（FNN-PID）主动控制策略。然后,基于多回路冷却循环系统搭建起电主轴单元结构温度主动控制试验平台,并提出了运行状态下电主轴单元热稳定性监测与评价方法。在该试验平台上进行了电主轴单元结构温度FNN-PID主动控制策略与传统策略的对比试验,对FNN-PID主动控制策略的效果进行了评价。最后,通过Ansys Workbench中Fluent Flow模块建立电主轴单元热-流-固耦合仿真模型,并以电主轴单元结构温度FNN-PID主动控制策略试验数据为依据,借助遗传算法对上述热-流-固耦合仿真模型热载荷进行精确化修正,使监测点处仿真温度数据与传统策略中相同工况条件下的试验温度数据相符,从而建立起电主轴单元结构高精度温度场数值仿真模型。基于该仿真模型分析了FNN-PID主动控制策略下电主轴单元结构生热-散热动态匹配情况,从热平衡角度给出了FNN-PID主动控制策略的理论依据,验证了其合理性。结果表明,本文所提出的FNN-PID主动控制策略可以实现电主轴单元循环冷却换热效应与主轴部件生热、外部环境温度缓变干扰效应的动态匹配,继而实现电主轴单元结构温度的稳定性控制与热误差的主动抑制,有利于提高电主轴单元加工精度与精度稳定性。