为了保证空间设备有秩序地进行高效可靠的运作,运用空间机器人系统就显得极为重要。同时,在实际的空间机器人系统中,不仅臂杆和关节存在弹性,而且基座也存在弹性。本文对基座、臂杆、关节全弹性影响下空间机器人系统的动力学及运动、振动控制进行理论研究。以达到既能准确地控制空间机器人系统的位置跟踪,同时又能有效的抑制系统产生的振动,实现了运动、振动一体化控制。首先,基于第二类Lagrange方程,并结合系统动量守恒关系以及各弹性构件振动的合理描述,分别推导了柔性关节-柔性臂空间机器人系统、全柔性杆空间机器人系统、弹性基座影响下全柔性杆空间机器人系统的动力学基本方程。为了减少液态燃料的消耗,同时由于其他工作设备要求基座的姿态角保持一定,因此空间机器人系统设计成基座位置不受控但姿态受控的形式。其次,在考虑参数摄动或外部扰动等不确定因素影响的情况下,将奇异摄动降阶法运用于柔性关节-柔性臂空间机器人系统,并引入奇异摄动因子,对系统动力学方程进行分解。在三个时间尺度的假设下分别对柔性关节-柔性臂空间机器人系统的参数自适应模糊控制、递归模糊神经网络H∞控制进行研究。再者,对全柔性杆空间机器人系统奇异摄动降阶法、混合轨迹法进行研究。在考虑参数摄动或外部扰动等不确定因素影响的情况下,借助奇异摄动降阶法,在两个时间尺度的假设下分别对系统的基于L2增益鲁棒反演控制、自适应时变滑模控制进行研究。基于虚拟控制力的思想,对系统的模糊鲁棒H∞控制进行研究。最后,对弹性基座影响下全柔性杆空间机器人系统振动不主动抑制、混合轨迹法、奇异摄动降阶法进行研究。对系统振动不进行主动抑制的控制方案可保证系统运动轨迹的跟踪,但系统同时存在着较大的振动幅值;基于虚拟控制力的思想与期望轨迹设计了一个能同时反映系统关节刚性运动、基座振动及臂杆振动的混合轨迹,根据该混合轨迹设计了一个自适应时变滑模控制,保证了系统关节位置跟踪控制,并对基座和臂杆引起的振动进行抑制;借助奇异摄动降阶法,在两个时间尺度的假设下分别对系统的基于Luenberger观测器的神经网络控制、基于L2增益鲁棒反演控制进行研究。通过Matlab系列数值仿真实验验证了上述各种控制方案的有效性和可行性。