飞行机械臂和船用机械臂这类动平台机械臂的出现,使得机械臂获得了更多的应用场景。但是动平台在受外力产生运动时,会使机械臂关节控制和末端位置会出现失准,严重影响到了作业的安全和效率。基于此问题,针对动平台机械臂的运动规划和控制问题开展相关研究工作,具有重要的理论意义和应用价值。首先,对机械臂的运动学问题进行分析,提出一种基于位姿分离的逆运动学算法。基于标准D-H方法建立机械臂的模型并推导出正运动学公式;针对机械臂的逆运动学问题,结合解析法与几何法,提出一种基于位姿分离的逆运动学算法降低计算复杂度;利用Matlab对正逆运动学进行交叉验证,保证了建模的正确性。接着,对机械臂的全局运动规划算法进行研究,提出了改进的Bi-RRT算法和轨迹规划算法。在路径规划问题上,针对传统Bi-RRT算法的缺点,提出了改进的BiRRT算法,三点改进措施包括:自适应步长、带权重的最邻近点选择、路径剪枝,改进后的算法有效提高路径搜索效率并减少了最终路径的冗余。在轨迹规划问题上,在分析五次多项式插值算法的基础上提出了一种基于线性预插值的五次多项式轨迹规划算法,实现了路径的平滑并且降低了规划出的轨迹相对原始路径的偏移。仿真结果验证了本文改进全局运动规划算法的优越性。其次,为了解决受平台运动影响下机械臂末端位置发生偏移的问题,提出一种基于平台运动预测的局部规划补偿算法。使用AR模型对动平台的运动进行预测以解决运动补偿的滞后问题;针对AR模型的参数辨识提出一种基于指数加权递推最小二乘辨识方法;在此基础上对机械臂关节角的局部规划补偿策略进行分析与阐述。然后,基于计算力矩法和线性自抗扰方法设计机械臂控制器,并引入改进PSO算法进行参数自整定。使用计算力矩法推导出动平台运动影响下机械臂的控制力矩,实现系统解耦;在此基础上采用线性自抗扰控制器进行关节控制,利用自抗扰的扩张状态观测器对未建模动态等不确定因素进行观测补偿;针对控制器的参数选取问题应用了一种BAS-PSO自整定算法,实现了良好的轨迹跟踪。最后,使用Solidworks及Matlab搭建Simulink仿真框架进行综合实验。对动平台对机械臂运行和控制的影响、基于平台运动预测的局部规划补偿算法和机械臂控制算法进行仿真实验,实验结果验证了局部规划补偿算法和机械臂控制算法的有效性。