空间交会对接过程中追踪航天器位姿调整的精确度是实现空间对接的重要保障。为提高追踪航天器的位姿调整精确度,对其追踪航天器进行对接工作的Stewart并联机构进行了运动学分析。建立了Stewart并联机构逆运动学求解的数学模型,并利用其数学模型求解出作动器伸长量随时间变化的曲线;再搭建其虚拟样机,将搭建完成的虚拟样机模型导入ADSMS中进行逆运动学仿真,其结果与数学解析求得的结果相比较,误差保持在10-4量级内,验证了模型的准确性。利用其虚拟样机进行运动学的仿真分析,为提高机构位姿调整精确度以及后续工作中的动力学分析和实现控制提供了相关理论依据。

研究空间对接中的柔顺力控制；利用基于位置内环柔顺力控制的六自由度并联机器人来模拟空间对接强制校正阶段的推拉过程。介绍了基于位置内环的柔顺力控制结构。详细阐述PID控制器、鲁棒控制器的综合设计方法。仿真和实验结果表明了所设计力控制器的有效性以及鲁棒力控制器的优越性。

针对空间对接半物理仿真系统电液伺服作动器设计问题进行研究，建立了接触碰撞半物理仿真试验系统。从分析空间对接半物理仿真系统建构问题和对接机构的特性入手，提出了运动模拟器电液伺服作动器的设计要求。通过对电液伺服作动器动力机构数学模型展开分析，提出减小电液伺服作动器动态特性相对负载刚度变化的灵敏度的设计方法，并进行了实验验证。