浮动对接机构是空间飞行器执行交会对接任务时，两个航天器之间液路、气路、电路工作介质连通或分离的关键机构。由于空间环境的复杂性，对于交会对接过程的模拟需要采用仿真的手段来实现。三自由度仿真试验系统主要功能是模拟浮动对接机构实际交会对接及分离过程，对浮动对接机构在对接及分离过程中的插接力、分离力进行检测，测试浮动对接机构的各项性能。本文主要进行了浮动对接机构三自由度仿真试验系统的研究，包括交会对接过程运动分析，仿真试验台的详细设计及仿真验证等。通过分析交会对接过程最末段以及分离段的运动规律和对接偏差，提出了相应的设计指标，给出设计的总体方案；分析了仿真试验系统机械结构的原理和构成，并对运动机构、结构设计进行了详细阐述；分析了控制系统的特点，着重对本试验系统的组成、硬件设计、软件设计和可靠性设计等内容给出了设计方案。最后通过仿真验证试验，验证了三自由度仿真试验系统可以满足液、气、电路浮动对接机构产品仿真试验要求，达到了为产品研制提供必要仿真验证手段的目的。