随着空间技术的发展,空间机器人系统中的柔性部件(主要为柔性关节和柔性臂)对系统的影响已不容忽视。同时,实际控制过程中多重复杂工况(遥操作空间机器人的时延问题、空间机器人关节执行器输出力矩幅值及幅值变化率受限的情况、空间机器人在轨捕获目标卫星的控制问题)的影响也应引起注意。基于上述背景,本文对多重复杂工况下漂浮基空间机器人的智能控制系统设计及动力学模拟仿真进行了一系列研究。首先,结合空间机器人系统的线动量和角动量守恒关系、Lagrange方程、用于描述柔性关节的线性弹簧简化模型和柔性臂变形的假设模态法,分别推导了刚性臂空间机器人、柔性关节空间机器人、柔性臂空间机器人及综合关节和臂杆柔性的空间机器人系统的动力学模型。其次,分别对空间机器人在时间延迟(简称时延)情况下惯性空间轨迹跟踪的控制问题、关节执行器输出力矩幅值及幅值率受限情况下参数未知空间机器人系统协调运动的动力学控制问题和空间机器人在轨捕获目标卫星操作结束后空间机器人与卫星混合体的稳定控制问题进行了研究。再者,为了实现漂浮基柔性关节空间机器人系统运动的精确定位和弹性振动主动抑制,提出了基于奇异摄动理论的非奇异模糊Terminal滑模控制、引入了关节柔性补偿控制器并结合奇异摄动理论的径向基函数神经网络自适应控制及基于级联系统法的自适应回归小波神经网络控制。进一步,为有效实现柔性臂空间机器人系统运动的精确定位和柔性振动抑制目的,设计了基于奇异摄动理论的模糊自适应补偿控制、双环积分滑模控制、神经网络自适应控制、模糊小波CMAC神经网络控制及基于虚拟力概念的神经网络L2增益鲁棒控制、模糊退步自适应控制。另外,为了实现漂浮基柔性关节、柔性臂空间机器人系统运动的精确定位和双重弹性振动的主动抑制,提出了基于奇异摄动理论的神经网络自适应反演控制及基于虚拟力概念的自适应模糊全局滑模控制方法、鲁棒H∞控制。最后,通过系统数值仿真试验对本文中所提出的各种控制算法进行验证。仿真结果证明了所提出的控制算法的有效性和可行性。