舱段对接是航天类产品总装过程中的核心环节,其对接效率与质量基本上决定了产品的生产制造周期、成本和最终质量。而传统的对接方式存在效率低、精度和装配质量一致性较差等问题,难以满足快速发展的实际生产要求,所以实现舱段自动对接以提高对接效率与质量显得尤为重要。为此,本文针对舱段自动对接过程中所涉及到的位姿拟合解算、调姿机构轨迹规划等技术进行了仿真研究。在分析舱段对接过程的基础上,提出了以激光跟踪仪和并联调姿机构为主体的舱段自动对接系统并阐述了其工作原理;同时对激光跟踪测量方案及位姿表达方式进行了介绍并对并联调姿机构的运动学和动力学进行了分析推导。为了实现舱段和并联调姿机构动平台的位姿拟合,介绍了坐标系基准的构建,提出了基于关键特征的舱段位姿最小二乘拟合算法并以固定舱段为例进行了数值仿真分析,另外采用四元数法对并联调姿机构动平台的初始空间位姿进行了拟合求解和数值仿真分析,同时通过对位姿链的分析推导出了并联调姿机构动平台的目标位姿。通过对并联调姿机构轨迹规划边界条件和约束限制的分析,设定了总调姿时间最小、总能耗最小、支链伸缩急动度最大绝对值最小等三个优化性能目标,并采用五次B样条曲线构造了工作空间轨迹,同时利用人工免疫算法求解出了多目标优化轨迹,获得了pareto解集,最后利用平均最优解进行了轨迹性能分析。利用Simulink和Sim Mechanics构建了并联调姿机构轨迹跟随控制仿真模型,并设计开发了集位姿拟合解算、轨迹规划与轨迹跟随控制仿真于一体的舱段自动对接技术仿真平台,通过模拟实验验证了功能的有效性。