随着智能机器人技术不断发展进步,机器人已由地面环境转为空间环境。空间机器人可进行太空站维修、卫星对接、空间站微重力实验等重要工作任务,因此各个国家对空间机器人项目都极为重视。漂浮基机械臂具备适应微重力、强辐射环境的能力,可完成诸多高难度空间任务。它也能辅助航天员进行太空作业。空间项目现如今也成为诸多学者研究的热点趋势。漂浮基机械臂末端机械手可完成对卫星的抓取、航天站电池更换等任务,因此机械臂的末端轨迹问题也是各国研究的重点内容。本课题以漂浮基机械臂作为研究对象,对机械臂的轨迹跟踪和抗扰动问题进行深入的分析及探索。本文具体研究内容如下:首先,本文分析漂浮基机械臂控制算法研究的现状,提出对机械臂控制策略存在的不足之处以及需要改进的地方。对漂浮基机械臂进行受力分析,根据动量守恒定律,使用Lagrange方程求解系统动力学方程和运动学方程,并建立机械臂数学模型。其次,研究两种先进算法对机械臂进行控制律求解。针对系统在微重力环境下扰动较强轨迹跟踪精度较差等问题,提出了自适应反演滑模法对系统进行控制研究。此算法以误差反推验证为前提将机械臂设置为全自动化操作模型,其计算量较小并可实时调参使得系统拥有更强的稳定性。第二种算法在上述基础上设置高阶滑模干扰观测器对系统进行控制,可使系统能够精确地跟踪到外界扰动,增强了系统鲁棒性。通过李雅普诺夫法验证了系统稳定性,最后将控制律与观测器数学模型相结合,进一步抑制机械臂在微重力环境下的扰动。再次,将两种算法在MATLAB中模拟微重力环境进行仿真,运用反演自适应滑模算法机械臂系统能够实时调参减小了外界干扰,使系统轨迹跟踪更加精确。设置高阶滑模观测器可使机械臂系统实时观测干扰曲线,并对扰动曲线进行修正,系统更可运用于更加复杂的曲线轨迹中。用相同的物理模型和实验环境与普通滑模控制进行对比,实验表明运用本文提出的算法控制效果更佳。最后,对全文所做工作进行总结和分析,并对后期工作进行展望。