空间技术的发展，带来了大量的空间工作任务，训练宇航员完成这些空间任务是目前的主要手段。但空间机器人，特别是空间机械臂的出现，正慢慢减轻宇航员的工作，它们也正逐步代替宇航员进行危险的舱外作业。中央控制器，作为空间机械臂的主要控制设备，成为空间机械臂性能发挥的主要瓶颈之一。本文首先确定了适用于航天任务的中央控制器硬件方案，选择多款高性能的抗辐照处理器以备后期选用。在此基础上，为了节约成本，设计了用于地而测试的基于普通商业器件的中央控制器，性能与航天用的中央控制器相同或相近。文中对中央控制器各部分硬件做了详细的介绍和说明。中央控制器的主处理器选择XILINX FPGA，嵌入LEON 3处理器，工作频率为100MHz以上，主要负责控制空间机械臂的正逆运动学计算以及轨迹规划等工作。LEON 3处理器外部扩展的ALTERA FPGA主要负责通讯任务。在中央控制器上运行并测试了基本的机械臂控制算法，验证中央控制器用于实时控制的可行性。使用硬件描述语言编写了扩展的ALTERA FPGA各功能模块，包括与LEON 3处理器之间的接口、U A RT通讯模块、通讯控制模块等。最后，本文使用MATLA日对空间机械臂进行了运动学仿真，进一步验证了控制算法的正确性。使用牛顿一拉夫逊方法对空间机械臂的轨迹进行了避障优化，研究了轨迹规划方法在空间机械臂控制上的应用。本文还给出了基于LEON 3处理器的空间机械臂的控制流程。