随着人类逐渐意识到太空真空资源、轨道资源、矿产资源等的重要性,各类如空间飞行、空间探测、空间开发等空间技术应运而生。同时,得益于空间技术的发展,空间机器人也被期望代替宇航员执行更复杂和更危险的太空任务;如空间站建设、失效部件替换、卫星维修、卫星燃料加注等;而空间机器人的捕获操作技术是实现上述太空任务的关键。考虑到空间机器人捕获高速旋转卫星时,其关节会受到很大的冲击力矩,若冲击力矩过大,将对最薄弱的关节处造成破坏。因此,在空间机器人捕获卫星过程,对其关节免受冲击力矩破坏的研究非常有意义。基于上述背景,本文考虑建立两种构型的空间机器人系统模型,并研究其捕获卫星过程的动力学及减撞柔顺控制。首先,利用第二类Lagrange方程法,分别得到了捕获操作前双臂空间机器人、含柔性机构双臂空间机器人系统的动力学方程。基于冲量定理、系统运动关系及牛顿第三定律,计算了空间机器人捕获卫星过程受到的冲击效应及冲击力,得到了捕获操作后混合体系统的综合系统动力学方程。其次,针对双臂空间机器人捕获卫星后形成的混合体系统,考虑其速度信号受噪声影响无法准确测量及系统存在模型不确定、外部扰动等非线性不确定项,设计了基于速度重构、不确定估计的镇定控制方案。接着,针对含柔性机构双臂空间机器人捕获卫星后形成的混合体系统,运用奇异摄动理论将其分解为快变子系统和慢变子系统。考虑其速度信号受噪声影响无法精确测量及系统存在非线性未知项,提出用RBF神经网络观测器重构空间机器人系统关节速度项及补偿空间机器人系统未知项;同时,考虑到星载计算机的计算能力有限,神经网络权值实时更新将降低控制系统的运行效率,提出用事件采样输出反馈控制来约束神经网络权值的更新。综合上述两点,设计了一种基于事件采样输出反馈的RBF神经网络减撞柔顺控制方案。为了保证各机械臂协同操作,利用加权最小范数方法进行各关节的力矩分配。最后,应用Matlab仿真软件对捕获操作过程进行数值仿真,验证了所提减撞柔顺控制策略的正确性。