随着航天技术的不断发展,空间在轨任务需求也日趋繁重和复杂,现有机器人在执行空间在轨任务方面显现出一定的局限性,这对空间机器人的开发提出了新的要求。可重构机器人是一种能根据不同工作环境和任务要求来改变自身构型完成工作任务的机器人。通过机器人系统的重构,扩大了机器人的工作范围,提高了机器人系统的可靠性和稳定性的同时降低了成本。本文针对大型空间结构在轨组装、空间精细化维修维护、狭小空间运行监测等任务对于新型机器人的要求,开展空间在轨可重构模块化机器人控制技术研究。本文首先介绍了空间在轨可重构模块化机器人的研究背景及意义、国内外可重构模块化机器人的研究现状。针对空间在轨任务对新型空间机器人的需求,提出使用可重构模块化机器人来应对复杂多变的工作内容和工作环境,进行了面向在轨任务的可重构机器人系统总体方案设计,并根据可重构机器人系统总体设计方案,对可重构机器人地面实验验证系统进行了详细设计。运用图论的方法对可重构机器人进行构型描述,推导了可重构机器人运动学模型,并基于MATLAB平台进行运动学算法实现。同时通过ADAMS建立可重构机器人模型,结合MATLAB运动学算法验证模型的正确性,并针对拆卸和狭小空间探测照明等典型任务对空间在轨可重构机器人进行在轨任务运动规划及仿真验证。通过MATLAB的图形用户界面将空间在轨可重构机器人软、硬件操作系统整合于同一个界面上,建立人机交互的空间在轨可重构机器人分布式架构控制系统遥操作层。搭建可重构机器人地面实验系统平台,通过实际实验验证了所设计的空间在轨可重构机器人总体方案、运动学算法和人机交互遥操作设计的可行性。