随着空间技术的快速发展,越来越多的非合作目标具备了自主运动能力,依赖传统单机械臂系统难以可靠地完成捕获任务。得益于多机械臂系统的机械臂数量优势,多条机械臂可以形成对目标的围捕,降低目标逃逸概率。然而,具备自主运动能力的目标与多机械臂系统存在追逃关系,其博弈行为使得诸如直接将机械臂末端规划至预定抓捕点进行捕获的传统捕获方法,存在适应性差、捕获成功率低等问题。因此,开展多机械臂系统对非合作目标捕获策略研究具有重要的理论意义与应用价值。本文的研究内容来源于北京空间飞行器总体设计部项目“空间XXX捕获控制系统研制”,以多机械臂系统为研究对象,基于博弈论方法,针对多智能体、固定基座多机械臂系统以及基座受控运动的多机械臂系统下的博弈捕获策略等关键技术开展研究。主要研究工作如下:首先,考虑追捕者为多智能体,研究了多智能体下非合作目标博弈捕获策略。利用离散化方法,建立博弈场景,确定博弈终止条件,基于最小二乘法实现目标运动预测,为多智能体下博弈捕获策略研究奠定基础。通过构建包含局中人、策略集和收益评价函数的对策模型,提出博弈实时策略选择算法,实现多智能体基于全局最优的捕获策略求解。针对局中人运动性能约束,改进对策模型,进一步提高了博弈求解效率。其次,将追捕者拓展为多机械臂系统末端,研究了基于固定基座的多机械臂系统博弈捕获策略。针对多机械臂系统,建立运动学与动力学模型,构建包含工作空间约束、关节性能约束以及避障约束的约束集。在多智能体博弈捕获方法的基础上,建立基于多机械臂系统的对策模型,实现博弈策略求解。考虑关节力矩优化,提出基于粒子群算法的单步博弈策略轨迹优化,进一步优化机械臂关节的执行策略。然后,考虑任务复杂度,研究了基座受控运动下多机械臂系统博弈捕获策略。针对基座运动的目标追捕问题,建立基座与目标运动描述关系,为后续研究奠定基础。同时提出一种运动阶段拆分方法,将捕获过程拆分为追赶阶段和捕获阶段。追赶阶段,提出基座与目标的一对一微分博弈方法,利用分解法求解了最优追赶策略;捕获阶段,提出惯性系下基座运动的博弈捕获问题向固定基座博弈捕获问题转换方法,降低问题复杂度。最后,开展了多机械臂系统非合作博弈捕获策略实验研究。改造空间机械臂地面实验平台,设计多机械臂系统非合作博弈捕获策略验证实验。分析实验数据,验证本文所提出博弈捕获算法的有效性与实用性。