在以信息技术为代表的科学技术迅猛发展的潮流下,自动化设备正朝着响应快、精度高的方向发展。多轴自动化设备在运行过程中,会产生单轴运动的跟踪误差和多轴联动的轮廓误差,这两种误差尤其是轮廓误差直接影响了设备的运动轨迹。轮廓误差是衡量多轴进给系统高精度高速加工性能的重要指标,如何在面向大曲率快速的连续轨迹运动中保持着微小的轮廓误差是当前多轴运动控制系统中亟待解决的难题。轮廓误差控制一直是高精度高速加工系统中的重要研究课题。交叉耦合控制策略较好解决了各轴间动态影响而造成的轮廓误差精度问题,已受到了广泛的关注。传统交叉耦合控制中的PID控制器结构简单、鲁棒性高。而实际应用中,被控对象结构相对复杂,具有高度非线性的特点。在扰动或者噪声的干扰下,传统PID控制器的控制精度无法满足应用需求。论文针对PID控制的特点,研究和分析了传统控制器的不足,结合强化学习的优势,改进了传统PID控制器,并把这种控制器应用在交叉耦合控制中,以达到更高的轮廓误差控制精度,为智能化控制提出一种可行的技术方案。论文分析总结了国内外在强化学习、PID控制理论、轮廓误差控制技术等方面的研究现状,对于PID控制器的相关改进以及交叉耦合控制的合理应用进行了系统学习研究,把提升井筒扫描装置的轮廓精度作为主要研究目的。论文先结合强化学习算法对PID控制器进行改进,提出一种基于异步优势执行器评价器的自适应PID控制器,利用CPU多线程并行训练的方式提高了控制器的学习效率,增强了控制器的自适应能力。然后总结和分析了交叉耦合的控制结构,将改进后的PID控制器应用在交叉耦合控制中,提高了双轴圆形轮廓误差控制精度。最后把改进后的交叉耦合控制应用在井筒扫描实验装置控制系统建模仿真中,降低了井筒扫描装置多轴联动时的轮廓误差,为随钻地质导向信息处理的研究奠定了坚实基础。