近年来,空间科学技术在探索中不断进步,与之伴随而来的是各国发射升空卫星的数量逐年增多,宝贵的太空轨道资源被占用。因此,研究空间非合作卫星抓捕装置具有极大科研价值和应用意义。本文以失效卫星喷管为背景,基于Delta机器人设计了空间非合作卫星抓捕装置,提出了一套完整的非合作卫星抓捕策略。首先,本文从实际空间工程应用出发,结合设计需求进行分析,确定了非合作卫星抓捕装置结构设计方案,并对非合作卫星抓捕装置结构进行详细设计。运动学分析中简要分析了Delta机器人的正逆运动学、执行机械臂杆件与角度的关系,得出了抓捕机械臂的空间包络范围和Delta机器人的工作空间范围。动力学分析得到Delta机器人雅克比矩阵以及抓捕机械臂动力学方程。运用有限元对结构进行静力分析,确保主要零部件的强度达到使用要求。其次,本文提出椭圆圆整化法（ECN）解决抓捕装置在喷管内的定位问题,并根据此方法设计了七束三层放射型的测距传感器布置方案,以此实现抓捕装置在喷管内的精准定位。利用提出的ECN法依次对抓捕装置在圆柱体、圆锥体的定位分析,进而推及该方法应用于喷管内的抓捕装置定位。最后通过抓捕装置定位误差分析,计算理论与算法给出实际的位姿差值,验证了ECN方法的可行性。然后,对控制非合作卫星抓捕装置位姿的Delta机器人进行“空间门字形”的轨迹规划,并且运用修正梯形曲线的方法进行运动规划,分析比较修正后与修正前的动平台位移、速度、加速度等重要参数随时间变化的曲线,验证了修正后“空间门字形”运动规划的合理性。本文以模糊PID控制理论为基础,重点研究自适应模糊PID控制器,实现Delta机器人的轨迹控制。并基于Adams和Simulink的联合仿真仿真平台,分析了模糊PID控制下Delta机器人的误差跟踪情况和动态响应特性。最后,基于前文进行捕获策略设计。对捕获过程轨迹与捕获策略进行分析,得出完整的空间非合作卫星捕获策略。在给定的范围内任意选择目标卫星喷管的初始位姿值,通过Adams和Matlab软件对抓捕装置定位、轨迹规划与模糊PID控制、目标卫星位移和动能进行模拟仿真,验证了空间非合作卫星抓捕装置结构和捕获策略的可行性。