运动控制技术是决定数控机床性能优劣的关键技术。目前，国内的运动控制技术与欧美发达国家及日本等尚有较大的差距。而中国作为世界的加工制造中心，对于精密加工设备的需求越来越多。特别是由于加工精度要求的不断提高,对数控机床的性能指标提出了更高的要求。因此对于运动控制技术的理论研究一直是各国科技研究的重点之一。　　一般而言，数控机床的加工精度取决于三个因素：命令路径的精确度、伺服控制器的设计及机械结构。其中机械结构的部分已经日趋成熟，因此为使数控机床的加工精度与速度获得提升，控制系统的设计必须包含良好的运动控制器与正确的命令插值。　　连续轨迹加工期望刀具沿着设定的路径作精确运动。一般的，数控加工系统分别生成各轴的运动路径进而合成所期望的刀具运动路径。但是，由于各轴动态性能的不一致，造成了轮廓误差。所谓轮廓误差是指实际加工路径与期望加工路径的最短距离，而交叉耦合控制可以有效的改善轮廓加工的精度。　　交叉耦合控制主要的目的不是在于改善各轴的追踪误差，而是在协调各轴的追踪误差以消除两轴以上的轮廓误差。在理论上，交叉耦合控制是根据每一轴的追踪误差建立即时的轮廓误差模型，并经由补偿器反馈适当的修正信号以调整各轴的响应，进而改善其轮廓误差。在控制上交叉耦合控制并不直接改善各轴的运动控制回路，而是在各轴的控制回路之间加上补偿器，借由该补偿器产生适当的补偿讯号并反馈至各轴而使得各轴的动态响应与所希望运动轨迹相互匹配。但是，对于非线性的加工路径，交叉耦合增益是时变的，因此包含此交叉耦合控制器的系统实际上是一个多入多出(MIMO)线性时变(LTV)系统。这给交叉耦合控制器的设计和系统的稳定性分析带来了一定困难。　　文中首先推导了平面情况下轮廓误差的表达式，进而给出了交叉耦合控制的结构框图。而后，文中推导了未采用交叉耦合控制器与采用交叉耦合控制器的系统的轮廓误差的关系，即轮廓误差传递函数，在此基础上可将交叉耦合控制器的设计转化为设计一线性参数时变系统的控制器。　　首先，在轮廓误差传递函数的基础上，本文设计了PID-交叉耦合控制器。随后，本文采用了H∞法则设计交叉耦合控制器以期在面对时变交叉耦合增益与系统的参数不确定下能同时达成改善轮廓加工精度与内部稳定的目的。　　为进一步探究各方法的可行性，我们进行了相应的仿真和实验。仿真和实验的结果证明本文设计的两种方法均有效地降低了轮廓误差。特别的，采用H∞控制算法在外界干扰和系统模型不确定的影响下，依旧可以达到良好的轮廓加工性能。