随着科学技术的不断发展,太空资源的开发利用已引起各国重视。宇航员在恶劣的太空环境下完成任务的成本高且风险大,因此,空间机器人的研究引起了科研人员的重视。漂浮基空间机器人是一个非线性、强耦合性和时变的系统,其控制技术比较复杂。抖振对空间机器人的使用寿命有一定影响,而在对空间机器人轨迹跟踪过程中,要使其收敛速度和抖振这两方面均达到理想的效果,一种合理的控制方法显得尤为重要。基于上述背景,本文针对抖振抑制下的漂浮基空间机器人的快速滑模控制方案进行了研究。首先,漂浮基空间机器人设计成载体位置不受控的形式,以减少液态燃料的消耗。载体需要保持一定的姿态角,从而满足正常工作需求。因此,以载体位置不受控、姿态受控的漂浮基空间机器人系统作为研究对象,对其进行研究。利用第二类拉格朗日方程先后建立漂浮基刚性单臂空间机器人系统,漂浮基刚性双臂空间机器人系统和漂浮基柔性臂空间机器人系统的动力学方程。由空间机器人的位置几何关系及系统动量守恒原理,得到了机械臂系统的Jacobi关系,并且分析了系统的运动学和动力学特性。然后,针对轨迹跟踪控制过程中的收敛速度及抖振抑制问题,设计了一种基于模糊幂次趋近律的快速滑模变结构控制方法。提出一种快速非线性滑模面,其收敛速度优于传统滑模面,达到了很好的效果。根据模糊控制原理,设计了一种模糊幂次趋近律,使其抖振抑制的效果明显,同时也确保系统的轨迹跟踪控制效果达到要求。由Lyapunov稳定性分析定理,对单臂,双臂及柔性臂空间机器人系统都进行了推算,验证了系统的稳定性和收敛性。最后,空间机器人系统相当复杂,有负载变化、摩擦和随机扰动等不确定因素,因此在实际情况下得到系统的精确模型是很困难的。在较理想情况下,通过系统数值仿真试验,对所提出的各种空间机器人系统的控制方法进行验证。数值仿真结果证明了该控制方案的可行性和有效性。