近年来,随着各国航天科技水平的不断提高,越来越多的太空任务需要由空间机械臂完成。由于空间机械臂有轻质、臂长的结构特征,挠性振动问题相对突出,对系统的稳定性产生较大影响。本文采用有限元分析的方法建立了空间机械臂仿真模型,重点研究了空间机械臂主动控制方法,开展了轨迹规划算法研究。基于Ansys Workbench仿真平台进行仿真,验证了模型建立的有效性。论文的主要研究内容如下:首先,介绍了国内外学者在空间机械臂领域的研究现状。讨论了空间机械臂建模分析及控制系统设计方法,介绍了空间机械臂轨迹规划研究成果。其次,以平面两连杆为研究对象,采用几何法及D-H参数法建立了机械臂系统的运动学模型。通过求解雅可比矩阵建立机械臂末端速度及关节速度之间的联系。采用拉格朗日法完成了机械臂系统的动力学建模,建立了力矩和关节状态变量之间的关系。再次,基于Ansys Workbench有限元仿真平台建立单自由度机械臂系统仿真模型。通过进行模态分析及瞬时动力学仿真验证了模型建立的有效性。在机械臂末端施加质量点,分析系统抓取不同重量载荷时的模态频率及振型。对PD控制、微分先行PD控制、变增益控制等主动控制方法展开研究,并在Ansys平台上仿真验证。在此基础上建立二自由度机械臂系统仿真模型,仿真验证控制效果及模型建立的有效性。最后,开展空间机械臂轨迹规划方法研究。研究包括关节空间五次多项式插值法、梯形速度插值法、笛卡尔空间点到点轨迹规划方法。并在建立的Ansys有限元仿真模型上进行验证。针对自由漂浮空间机械臂,研究基座扰动最小轨迹规划方法。