随着空间科学技术的发展和人类太空探索活动的日益增多,空间机器人因其能完成空间站的组装与维修、以及抓捕、释放、回收卫星等高度复杂的任务,它在未来无疑将会扮演越来越重要的角色。空间机器人是由多个臂杆所组成,是典型的多体动力学系统,各机构之间的铰链存在着摩擦、间隙等非光滑因素,这些因素会对系统的动力学特性造成重要影响。另一方面,空间机器人在执行任务时不可避免地要消耗能源,导致其惯性参数会产生变化,另外使用空间机器人捕获目标时也需要对被捕获目标的惯性参数进行识别。因此,开展空间机器人动力学建模与参数辨识问题的研究具有重要的科学意义和工程应用价值,这些问题也是当前多体动力学领域的热点与难点问题。本学位论文在国家自然科学基金(11132001,11272202,11472171)、上海市教委科研重点项目(14ZZ021)和上海市自然科学基金(14ZR1421000)的资助下,开展了空间机器人动力学建模与参数辨识的研究,主要研究内容和成果总结如下:(1)开展了空间机器人动力学建模的研究。首先,给出空间机器人系统的结构描述,并建立了系统各机构的等效物理、数学模型;然后,采用系统的独立的广义坐标即铰坐标详细推导了空间机器人多刚体系统的动力学方程;进而,分析关节摩擦对系统动力学方程的贡献,给出了关节摩擦的具体形式;最后,开展数值仿真研究,验证本文理论的有效性。数值仿真结果显示,本论文所建立的多刚体系统动力学模型能够有效地描述空间机器人的系统特性,这为后续的参数辨识工作打下了理论基础。(2)基于牛顿欧拉方程开展了空间机器人惯性参数辨识的研究。首先,介绍了六维腕力传感器及其工作原理;然后,推导了考虑关节摩擦情况下的空间机器人的牛顿欧拉方程,并且在此基础上将方程进行改写,分离出待辨识的参数;进而,基于牛顿欧拉方程和腕力传感器信号求解空间机器人的惯性参数;最后,通过数值仿真对本文所给方法的有效性进行了验证,分别从本体、被抓取物体和整体角度进行辨识仿真。数值仿真结果显示,本论文所采用的辨识方法能准确求解考虑关节摩擦情况下空间机器人的各部分参数。(3)基于动量守恒原理开展了空间机器人参数辨识的研究。首先,推导出系统线动量与角动量表达式,并分离出待辨识参数;然后,从本体、被抓物体和二者同时辨识三个方面给出求解空间机器人惯性参数的方法;最后,通过数值仿真验证了该辨识方法是有效的。仿真结果显示,本论文所给方法能准确地辨识出卫星本体和被抓物体的惯性参数。