随着空间探测技术的发展,我国航天技术迫切需要相应的空间环境模拟设备。低重力模拟平台是实现空间模拟的重要组成部分,同时,恒拉力系统是低重力模拟平台的一个重要组成部分,主要通过反馈控制技术为低重力模拟设备的实验提供恒定的拉力以抵消火星车自身的重力,实现空间结构在地面上的模拟运动。本课题针对火星车低重力系统中的恒拉力部分存在的时滞扰动进行深入的与分析并设计了自抗扰控制器。本文首先介绍了低重力模拟设备并分析了它们的运行特点。针对速率--力矩双环控制模式中存在的延时问题提出了自抗扰控制方法以进行观测和补偿。基于实际项目中的恒拉力系统建立数学模型,并在平衡位置进行线性化得到恒拉力系统的线性化模型。然后,针对恒拉力系统模型中的时滞扰动环节,采用自抗扰控制技术对系统模型设计控制器。通过非线性扩张状态观测器来观测外部时滞扰动并进行补偿,并通过非线性PD环节进行闭环控制,使系统有较好的抗扰动性能。由于自抗扰控制器的参数较多,整定过程复杂,控制效果与参数间的量化关系不够明确,所以本文先分析了自抗扰控制器各组成部分及其稳定性,进行参数的分析与简化,再给出相应的设计算法,具体包括:扩张状态观测器、跟踪微分器、非线性状态反馈三部分,在设计好控制算法的基础上对系统进行仿真,进一步验证了自抗扰控制器方法的有效性和优越性。然后针对系统中存在的其它延时问题:如力矩电机接收控制信号到响应之间的延时现象,讨论了这些问题对系统的综合影响。最后,基于实际的工程项目背景搭建了恒拉力模拟系统,给出了恒拉力系统的软件结构、下位机控制算法的实现以及实验过程中遇到的故障问题及处理方法。