近年来,伴随着科学技术与应用的高速发展,针对并联机器人的开发和研究日益增加,在这之中绳驱并联机器人在各种领域中拥有重要的开发价值,越来越的应用于实际项目中。本文结合舞台表演的开发需求,以一种三自由度绳驱并联机构为研究对象,主要对此机构的运动学、动力学、索力优化、工作空间求解问题进行了研究,并对该机构的控制系统进行了设计。主要研究内容如下:首先,以五米规模三自由度绳驱并联机构为研究对象,在不考虑绳索重力的情况下建立了并联机构的运动学模型,对机构运动学正反解进行了分析,求解出了绳索长度变化和末端执行器位置间的关系;对末端执行器的启停运动以点对点的五次多项式插值方式进行轨迹规划,以保证启停的平滑与稳定;使用牛顿-欧拉法推导出了动力学平衡方程,给出索力求解方法,针对索力求解不唯一问题,采用四种不同的优化方式对冗余索力的优化分配问题进行了研究;并结合实例通过MATLAB对正反解算法、启停轨迹规划、索力优化进行了仿真验证分析。然后,根据绳驱并联机构绳索的特性,阐述了力封闭和力可行两种工作空间的定义,给出一种基于降维理论的数值方法对绳驱并联机构的力可行工作空间进行了求解,通过实例在MATLAB中对力可行工作空间进行了求解。其次,对控制策略与控制算法分别进行了选择与分析,提出了一种加入刚体补偿和PID控制器的运动学位置控制方式,根据控制策略设计了系统总体方案,详细说明了硬件组成和功能;对控制系统功能进行了模块化分类,主要在Simulink中编写了运动控制程序;运用Stateflow建立了运动轨迹模型库;利用RTW下的x PC功能搭建了实时系统控制平台;基于Lab VIEW环境下完成了人机交互界面的设计与开发。最后,搭建了5米缩比的模型实物,并在模型实物上进行系统功能以及轨迹跟踪性能实验,试验结果验证了绳驱并联机构控制系统的合理性和有效性。