为提高多轴联动实验平台的执行轨迹轮廓误差精度，提出一种基于遗传算法的交叉耦合控制器优化设计方法。首先建立单轴跟踪误差与轨迹轮廓误差的数学模型，并确定优化目标函数；其次，采用有限冲击响应的交叉耦合控制器结构，并确定优化变量和约束条件；最后通过遗传算法对优化问题进行求解，确定最优交叉耦合控制器参数。通过仿真分析研究此方法的可行性和有效性，仿真结果表明所提方法能够在不占用数控系统插补周期的基础上，有效提高单轴跟踪误差和执行轨迹的轮廓误差，为提高数控加工零件表面质量提出有效解决方案。