随着人类空间活动日益频繁,人们对在轨捕获任务的需求不断增加,难度不断提升,同时对捕获过程中的稳定性提出了更高的要求。在空间机器人完成目标物的抓捕后,目标物与空间机器人形成刚性连接的组合体,其动力学特性发生改变,会导致空间机器人原有的控制参数不能满足控制性能要求,进而引起空间机器人的不稳定运动,对其硬件和软件系统造成损坏。因此,开展捕获目标后的空间机器人镇定控制研究工作有重要的理论和实际意义。本文主要研究工作如下:首先,针对已知目标物动力学参数的空间机器人镇定控制问题,提出空间机器人与目标物所形成组合体的建模和镇定控制方法。建立空载时的空间机器人动力学模型,分析空间机器人和目标物在捕获前后的系统状态,推导末端与目标物形成连接后的新末端动力学参数,设计基座可控组合体系统镇定控制算法,实现空间机器人在完成目标捕获后的镇定控制。其次,考虑到机械臂臂杆柔性效应对空间机器人的影响,提出考虑臂杆柔性的组合体系统镇定控制方法。建立考虑臂杆柔性的组合体系统动力学模型,分析推导组合体系统捕获后的初始状态,分解降阶组合体系统动力学方程,设计考虑臂杆柔性的组合体系统镇定复合控制算法,实现保持基座姿态稳定的同时抑制柔性臂杆的振动。然后,提出目标物动力学参数未确知情况下的组合体系统镇定控制方法。通过设计基于目标物参数不准确的捕获后组合体系统自适应控制算法,在提供目标物动力学参数估计值的条件下实现组合体系统的镇定控制。设计捕获后目标物动力学参数辨识方法,推导目标物动力学参数辨识方程、设计辨识激励轨迹,实现目标物动力学参数实际值的获取。最后,开展捕获目标后的空间机器人镇定控制实验研究。搭建及改造空间机器人地面气浮实验平台,设计考虑臂杆柔性的组合体系统镇定控制实验方案,通过分析实验结果,验证相关控制方法的正确性和有效性。