连接器自动对接技术是火箭发射过程的关键技术,历史上多次因推进剂加注过程发生事故导致火箭发射失利,而该技术又能明显提高火箭发射效率,因此具有巨大的经济效益以及安全效益,备受世界航天强国的重视。随着运载火箭的重型化、连接器集成度的上升以及对接环境要求的提高,常规PID控制器逐渐难以满足连接器自动对接系统的控制需求。为了适应运载火箭的发展趋势,有必要寻找一种更好控制性能的控制器,这对于保护箭体不受撕扯,提高推进剂加注过程的安全可靠性具有积极意义。本文首先在Simuliation X平台上建立了连接器自动对接系统的仿真模型,并与MATLAB/Simulink进行联合仿真,以及与实际系统的控制情况作对比。Simuliation X平台的仿真结果与联合仿真结果完全相同,表明两者是等效的,可以在联合仿真模型上进行分析,且不会由于代码转换导致分析结果出现偏差;而与实际控制情况的比较情况也验证仿真模型与实际系统具有高度近似性。其次常规PID控制器的抗干扰性不足,在实际系统的应用情况已达到瓶颈,控制精度难以再有提升。结合模糊PID控制、自适应控制与自抗扰控制的优缺点,分别设计了模糊PID控制器、自适应控制器以及自抗扰控制器,并与仿真模型结合,分别在随机噪声信号、风速10m/s、风速15m/s、风速20m/s的干扰下进行仿真。通过仿真结果显示,模糊PID控制器抗干扰性很强,但控制精度提升不足;自适应控制器的控制精度具有明显提升,且含有一定的抗干扰性;自抗扰控制器的控制精度稍微高于常规PID控制器,抗干扰性也很可观,但观测器抑制干扰能力有限。结合三种控制器的仿真表现与实际对接情况说明在连接器自动对接系统上采用自适应控制具有良好的预期效果。最后在连接器自动对接系统上分别进行PID控制器和自适应控制器的试验,针对目标静态、正弦运动、等幅变频运动、指数衰减、变幅变频进行自动跟踪,试验结果和仿真结果基本相近,自适应控制器在跟踪精度、抗干扰性能以及超调方面的控制表现均优于PID控制器,并且还有继续改良的空间,能够对连接器集成化、运载火箭重型化发展提供重要的支持。