随着航天领域科学技术的发展,航天器空间对接技术已成为发展载人航天的关键技术之一.对接系统是高度复杂的系统,在系统的各个研制阶段,仿真技术是不可缺少的工具,是检测设计正确与否的重要手段.六自由度对接动力学综合试验台是实现空间交会对接的一个重要的地面试验设备,其中对接环的重力平衡技术是试验台中一项急需解决的技术.本文对力矩电机式重力平衡方案的机械组成部分进行了详细的研究,对其DSP控制系统进行分析研究,并对该系统进行详细深入的试验验证和试验结果分析.本文首先对前苏联绳锁式对接环重力平衡技术和国内某研究所目前采用的机械式重力平衡装置进行深入分析和研究,认为虽然这两种控制方案的技和设计思想都有可以借鉴的部分,但都不能完全符合我们的要求.力矩电机式重力平衡装置的方案,是在借鉴和保留上述两种方案的技术优点和设计思想,并且认真分析航天器对接过程的各个阶段后提出的.因此比较后我们选用具有明显优势的力矩电机式重力平衡器方案.由于重力平衡控制有实时、快速、高精度等方面的技术要求,电控系统我们首次采用TMS320F240系列DSP进行系统控制.本文完成了对基于DSP控制的重力平衡器机械装置进行硬件说明和部分修改,对控制系统建立数学模型和电控系统搭建以及软件开发的部分工作,最后对该系统进行详尽的试验及试验分析.重力平衡装置采用力矩电机提供重力的平衡力是由于力矩电机具有堵转工况下力矩稳定输出、响应速度快、力矩波动小等特点.力矩闭环伺服系统具有自动补偿温度和力矩波动功能,提高了装置的精度.三杆球铰机构和钢丝吊绳的采用,成功地解决了对接环的三轴自由转动.实验台支撑框架的设计保证钢丝吊绳处于相对稳定的位置.基于DSP的重力平衡器的控制系统,具有实时性好、响应速度快、控制精度高、结构紧凑等特点,很好的满足了重力平衡器的控制要求.试验结果表明,力矩电机式重力平衡装置机构合理,响应速度快、精度高、随动效果好,很好的满足了试验的技术要求.力矩电机式重力平衡装置的应用提高了对接机构的试验质量.同时,此成果也为平衡器产品提供了一种新技术.DSP集成控制在平衡器产品中的首次应用,不仅大大简化控制系统结构,还使重力平衡器可以成为独立的产品,提高其商业价值.