智能制造正处在发展热期,然而我国在航空航天领域的自动化发展相对落后,特别是国内相关军工企业的生产制造仍以传统的人工操作方式为主,低程度的自动化水平现状迫切需要得到大的改观。本文针对飞行器舱段装配环节,设计了部分自由度解耦的柔性装配机构,并对该机构展开运动规划及控制方面的研究。首先,构建对接机构的运动学和动力学模型。对设计的舱段对接机构进行工作原理分析及简化,建立方便描述舱段对接的基准坐标系,根据坐标转换关系来推导出舱段位姿运动与调整机构运动之间的关系。利用牛顿-欧拉方程推导出机构的动力学模型。其次,研究舱段位姿调整的运动轨迹。测量确定舱段初始位姿与目标位姿的情况后,根据相关的边界约束条件来拟合出多项式方程作为舱段运动调整的轨迹,根据实际调整机构的速度与驱动力约束条件确定出最优位姿调整时间,得到基于时间成本最低的舱段调整运动轨迹。根据运动学方程得到调整机构驱动自由度的时间最优运动轨迹。然后,设计支撑机构的伺服运动控制系统。对定位支撑机构各驱动自由度的控制模型进行分析,分别采用PID和自抗扰的策略对伺服运动的位置进行控制,并同时分析存在力矩干扰和输入信号干扰的情况下两者的动态性能,对比验证采用自抗扰控制策略对于调高支撑机构调整响应速度和控制精度方面的优势。最后,对舱段整体位姿的调整控制进行仿真分析。在考虑位置测量误差的情况下,仿真验证舱段位姿调整最终的误差,采用力测量的方式进行补偿,利用力阈值的方式对误差进行判断并给与小步长的实时补偿,并进行仿真验证。