随着时间进入21世纪20年代,国家对于外太空之探索越来越重视,发射探测器,飞跃器的频率越来越高。鉴于航天器的工作环境特殊,为了方便调试其各种性能参数,做到发射后能够完成既定工作目标,需要在地面模拟出航天器实际工作的微重力环境,低重力模拟技术应运而生。目前低重力模拟技术已经比较成熟,主要方法有配重法、气浮法、落塔法、悬吊法等。其中悬吊法综合了结构实现简单,模拟自由度多,低重力补偿精度高等优势,因而在种种方案中脱颖而出。为此本文将控制策略的研究对象定为悬吊法低重力模拟。针对绕月探测器在月面的下落到着陆缓冲这两个阶段性能指标要求,选择了实现悬吊法低重力模拟系统的方案,包括硬件参数要求与软件的相关流程。基于选择的方案建立了基于悬吊法的集中参数模型,分析了系统运行过程中可能存在的噪声与干扰以增加仿真逼真度。以集中参数模型为起点,分析了实际系统与集中参数模型之间可能存在的差异,建立了初步细化的低重力模拟系统模型。基于实物,进一步深入考虑了缓冲弹簧与钢丝绳组成的悬吊缓冲机构对系统带来的影响,建立了缓冲机构的模型进行分析。为了对低重力模拟系统实现有效的控制,本文依照系统的性能指标要求,基于建立的集中参数模型,利用Z-N法整定PID控制器;基于初步细化模型,利用经典控制理论中的根轨迹校正法实现了串联控制器设计。并在simulink仿真环境下进行仿真性能验证。考虑到细化建模以确定量去弥补不确定差异的局限性以及系统在模拟月面附近工作状态时,负载所受的干扰不确定性问题,本文以集中参数模型为蓝本,将负载的竖直方向位移作为扰动量,控制力的偏差作为输出建立了低重力模拟系统的标称模型。分析并处理了低重力模拟系统存在的不确定性,利用小增益定理建立了广义状态空间方程,将针对系统不确定性设计控制器的问题转化为标准H∞控制问题并求解出了最优控制器。同样在simulink环境下对系统进行了仿真性能验证。在仿真性能验证的支持下,搭建了实际实验环境,采用简单负载初步验证了低重力系统在PID控制器作用下的控制效果,对实验得到的数据进行分析处理,探究各个实验数据之间的关系,并以此对实际实验工况下的低重力模拟控制效果做出了合理的预测。