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针对安装有两连杆机械臂的航天器对地球圆轨道上的空间目标已形成自由绕飞（即满足齐次C—W方程）的情形，研究通过机械臂抓取该目标的系统动力学建模与制导控制问题。在目标固连旋转参考系下，运用非惯性系下的拉格朗日分析力学，建立了两连杆机械臂系统动力学方程。忽略惯性耦合影响，对模型进行了合理简化，在此基础上设计了机械臂末端执行器即机械手抓取目标的寻的制导控制规律。然后代人原始复杂模型，进行数值仿真校验。结果表明，在机械臂载体自由绕飞空间目标的条件下，机械手能够准确地抓住目标。