随着微小卫星技术日渐发展与完善,模块化卫星以其独有的可重构与可拓展能力日渐成为了各国研究关注的焦点,在模块化卫星地面对接试验中,不可避免地要考虑到空间微重力环境下对其性能的影响。本文针对卫星模块对接过程的受力特性,开发了一套基于并联机构传感器与运动平台的地面微重力模拟系统。具体研究内容如下:分析并联机构运动学正逆解,并通过逆解验证了基于高斯牛顿法的运动学正解的准确性与实时性;建立了经典6/6型并联结构六维力传感器数学模型,分析了传感器满足解耦约束性能的各向同性指标,并根据解耦约束条件建立了最优化模型,通过蚁群算法进行了结构参数优化设计。对失重模拟系统进行了软硬件方面的设计。硬件方面,从数据采集系统以及运动控制系统两个方面设计了硬件架构以及电气原理图。软件方面,设计了基于卡尔曼滤波的数据采集与解算系统;设计了包含运动系统初始化模块、电机运动模块以及轴运动状态采集模块的运动控制系统;根据卫星轨道参数建立了失重系数,通过力的坐标变换对实时位姿下的系统自重进行中和,并提出了基于常数变易法的失重模拟算法。搭建了失重模拟系统,标定了自研六维力传感器的精度与误差,对基于常数变易法的失重模拟算法的运动匹配性进行了实验。实验结果表明,六维力传感器具有良好的综合测量精度,运动平台在失重模拟中可以完成受力方向上的随动,且不会出现不同运动方向上运动的耦合,系统总体具有良好的模拟准确性与实时性。