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针对空间机械臂系统地面装调和空间应用两阶段的末端轨迹控制问题，提出了采用闭环PD型迭代学习控制算法对空间机器人进行轨迹跟踪控制，从而使在地面重力条件下装调好的空间机械臂能够在空间微重力条件下实现在轨操控任务。建立了空间机械臂在地面装调阶段和空间应用阶段的运动学与动力学模型，给出了控制算法和控制结构，并通过对控制器的收敛性进行分析，给出系统收敛的充分条件。仿真结果表明，采用闭环PD型迭代学习控制算法对轨迹跟踪是有效可行的。