剪叉式空间伸展臂作为一种空间可展结构,广泛应用于各种航天器。为降低空间伸展臂的研制成本并使其顺利展开,本文对剪叉式空间伸展臂展开过程进行了仿真分析和优化控制研究。在展开过程仿真中,把剪叉式空间伸展臂看作由刚性杆件组成,得到简化的物理模型,使用多刚体动力学理论建立展开过程动力学模型,即Euler-Lagrange方程。对于该方程,采用高阶变分数值积分方法进行求解,并和传统数值求解方法进行比较分析,数值结果表明高阶变分数值积分方法求解精度高,适用于航空航天领域,可以保证展开过程的仿真具有较高的准确性。在展开过程优化控制中,针对剪叉式空间伸展臂的展开过程建立优化控制模型,首先研究了基于梯度的优化方法,给出了梯度的计算过程,并分析了该类方法中存在的问题。然后研究了不含梯度的遗传算法,分析了该方法存在的早熟问题及产生的原因,提出一种根据个体相似度选取交叉个体的方案,并给出一种新的自适应改变交叉概率与变异概率的策略,通过性能分析实验来验证本文改进方案的有效性。最后,在数值算例中使用改进遗传算法求解最优驱动力,结果表明本文所提出的改进算法能有效求出最优驱动力,适用于航空航天领域中复杂的优化控制问题。