作为工业现代化的基石，高档数控机床是衡量一个国家制造业水平和综合国力发展水平的重要标志。大量研究表明，热误差是引起数控机床加工误差的主要原因。因此，减小热误差对于提升数控机床加工精度具有重大意义。目前国内外大多数关于热误差建模技术的研究，重点在于如何准确的用数学表达式来表示热误差和温度敏感点温升之间的变化规律。而对机床运行参数，如主轴转速变化导致的热误差规律变化对模型预测精度的研究，仍存在较大空白。　　针对上述问题，论文从热误差补偿技术过程中实验数据采集、温度敏感点选择、热误差建模和补偿等方面进行了相关理论和方法论述，并提出了综合考虑温度敏感点温升、主轴转速对机床热误差的影响的基于状态空间模型的数控机床热误差建模方法。论文主要的研究内容如下:　　1)介绍了基于模糊聚类、灰色关联度分析、逐步回归分析和判定系数的数控机床热误差温度敏感点的选择方法，针对热误差实验数据，选择温度敏感点，建立机床热误差多元线性回归模型，并通过比对分析机床热误差模型对不同主轴转速条件下热误差的预测精度，探宄数控机床主轴转速变化对机床热误差规律及机床热误差模型预测精度的影响。　　2)提出了综合考虑温度敏感点温升、主轴转速对机床热误差变化规律影响的机床热误差状态空间模型，为获得机床热误差状态空间模型参数，介绍了离散时间系统的状态空间模型，指出其参数辨识的难点和常用解决方法，从而引出规范状态空间模型及其参数辨识算法，并给出了机床热误差状态空间模型的参数辨识模型、辨识方案和辨识步骤。　　3)针对不同主轴转速下的多批次实验数据，基于模糊聚类结合灰色关联度的温度敏感点选择结果，分别建立以温度敏感点温升为自变量的机床热误差多元线性回归模型和综合考虑温度敏感点温升以及主轴转速的机床热误差状态空间模型，通过比对分析两种模型的拟合精度、预测精度、稳健性及机床处于不同主轴转速条件下热误差预测效果，说明机床热误差状态空间模型，实现了机床热误差和温度敏感点温升及主轴转速之间作用关系的综合描述，强化了误差溯源。　　4)介绍了热误差补偿技术的具体使用方法并搭建实验平台，提出基于平面切削加工实验的数控机床热误差补偿技术的应用和效果验证方案，对数控机床热误差状态空间模型的补偿效果进行验证。