五轴机床是在三轴数控机床的基础上增加了两个旋转轴所构成的加工设备,在五轴进行联动的时候可以同时调节刀尖位置和刀轴姿态,因此可以加工出航空发动机叶片、飞机结构片、精密磨具等复杂曲面零件。掌握五轴数控机床加工技术对我国的航空、军事、科研、高精医疗设备的发展有着非常重要的支撑作用。五轴数控机床在加工零件过程中比较复杂,多种因素引起的跟踪误差是耦合产生轮廓误差的重要原因。轮廓误差会影响零件的最终加工精度,为了有效减小轮廓误差,因此对轮廓误差的控制展开研究。本文建立了BC双摆头、双转台、摆头转台三种五轴联动机床运动学模型,通过坐标变换推导了RTCP算法数学公式。以B摆头C转台式五轴机床作为研究对象,在Vericut中建立机床仿真模型,使用Power Mill生成“S”试件的NC代码进行仿真验证,验证结果表明本文所推导的公式是正确的。建立了五轴机床的刀尖位置轮廓误差模型和刀轴姿态轮廓误差模型,分析了五轴机床各进给轴对两种轮廓误差的影响。采用开放式控制系统搭建了五轴机床试验平台,进行了“S”试件的加工,分别验证RTCP算法的有效性和计算两种轮廓误差,并对误差产生的影响进行分析。分析了旋转轴位置对平动轴位置的影响,在两种轮廓误差计算模型基础上,建立了一种轮廓误差补偿方法,基于交叉耦合控制思想建立了解耦补偿方法,分别补偿到三个平动轴和两个旋转轴上,并建立仿真模型,仿真模型中使用的传递函数使用软件PMAC Analyzer测量得出。结果表明,建立的补偿方法有效的抑制了轮廓误差。根据以上基础,使用补偿控制器补偿各进给轴的实际参考输入值,提出并利用迭代学习控制器更迭修正实际参考输入值来进一步提高五轴机床各进给轴的跟踪精度,减小零件加工的轮廓误差,并利用遗传算法的多参数寻优功能对PID控制器参数进行调整,并进行仿真验证。结果表明,采用迭代学习控制方法能够进一步减小五轴机床轮廓误差。