随着智能制造领域的快速发展,自动化装配技术被广泛应用于火箭、飞机、船舶与导弹等装配领域,但现有的自动装配机构存在对接过程复杂,装配效率低等缺点,控制方法存在跟踪精度低、响应速度慢等问题,因此本文针对筒类舱段高效、高精度的自动对接需求,以六自由度舱段对接机构为研究对象,对其进行运动学、动力学分析及控制方法设计。本文分析了六自由度舱段对接机构机械构型,根据主动对接机构与固定对接机构建立全局坐标系与局部坐标系,建立坐标系之间的转换关系对舱段对接机构进行运动学分析,在考虑干扰力矩的基础上建立对接舱段动力学模型,并分析各姿态下控制力矩与加速度误差的关系。结合舱段对接特性进行硬件架构与软件架构设计并搭建舱段自动对接控制系统。为提高舱段自动对接的鲁棒性和收敛性能,在存在外部扰动的情况下,基于反步法与边界层定理提出一种有限时间姿态控制方法,确保有限时间控制的稳定性,在此基础上,同时考虑舱段对接过程中的姿态和位置控制,设计基于反步法的有限时间姿态位置耦合控制器,所设计的控制器具有抗干扰强、快速响应等优点,实现了六自由度耦合控制。为提高执行机构位置跟踪精度,在传统三环控制的基础上,对执行机构控制模型进行分析,引入快速终端滑模位置控制策略,提出一种新的执行机构位置控制方法,与传统PID位置控制策略进行对比,针对存在输入信号干扰与力矩干扰的情况进行动态性能仿真分析,结果表明采用快速终端滑模位置控制策略对于执行机构各驱动自由度的跟踪精度与调整响应速度有着明显的优势。最后,本文设计了舱段对接机构对接实验,根据实际对接工艺流程对所设计的舱段对接控制系统开展实验验证,实验结果表明,所设计的舱段对接控制系统具有精度高、快速性等特点,能满足舱段自动对接需求。