近年来，随着我国空间机器人和空间站的成功研发及应用，空间机械臂技术越发受到人们的重视。与此同时，愈加复杂的航天任务对机械臂性能的需求也日渐提高。在这其中，模块化的关节作为机械臂最重要的组成元素，可以说直接决定着机械臂能否顺利完成预期的任务。因此，本文以实验室空间大型机械臂关节为依托，研制了用于检测关节性能的专用测试平台并开发了基于RTX的关节实时控制系统。关节测试平台的首要任务是检测关节是否能按照预期设计目标正常工作。因此测试平台包含了正余弦编码器、力矩传感器和磁粉制动器，用以完成关节位置检测、关节输出力矩检测等任务。此外，测试平台还需为关节动力学参数的辨识和关节控制器的优化提供方便快捷的环境。因此，关节测试平台还增加了惯性负载单元和步进电机单元。在完成关节测试平台本体设计的基础上，本文开发了基于RTX的关节控制系统软件，用以完成测试平台传感器数据的采集以及柔性关节的实际控制。本文将软件分为Win32非实时子系统和RTSS实时子系统。非实时子系统用以实现软件与用户之间的交互以及对关节控制系统诸多状态的监测。实时子系统利用RTX提供的微秒级定时器，实现了柔性关节的实时控制以及与关节驱动器的实时通信。两个子系统之间利用共享内存额方式进行通信。此外，应实时性的要求，本文开发了1553B-PCI板卡在RTX环境下的驱动程序以及利用事件体通信的数据存储模块。为了验证关节控制系统及其测试平台的稳定性，本文对柔性关节进行了参数辨识并完成了关节状态反馈控制器的设计。参数辨识实验获得了关节刚度、关节阻尼、电机力矩系数和电机端摩擦力等相关参数。关节控制器中，本文采用加入力矩反馈信息的状态反馈控制器，引入名义刚度的概念，解释了如何计算控制器的反馈增益。最后，本文介绍了关节控制系统及测试平台的应用情况，主要包括关节的热真空试验及机械臂的振动试验。