针对柔性机械臂在定位运动或外部扰动产生的持续振动，影响定位精度和操作性能的问题.以两杆柔性机械臂实验平台为基础，采用安装在两柔性臂末端的加速度计作为振动信号传感器，以伺服电机作为振动控制驱动器，对柔性臂转动过程中由于电机力矩驱动产生的弹性振动，采用比例控制和非线性控制算法进行振动主动控制，实验结果表明，基于加速度反馈的抑制两杆柔性机械臂振动的稳定性、有效性和实用性.

空间大型机械臂具有关节柔性大、臂杆长、基座漂浮等特点，将导致其在自由空间运动存在较大的残余振动，约束空间力控制精度和稳定性较低.基于设计的机械臂末端六维加速度传感器，设计关节加速度反馈控制器，并对控制性能进行分析对比，最后搭建机械臂柔性关节实验平台，开展关节空间位置和阻抗控制试验，试验结果表明基于加速度反馈的残余振动相比于采用传统的输入整形方法，具有振动抑制快，振幅小等优点.

针对动态环境下空间机器人采用深度强化学习进行路径规划时存在的收敛速度慢问题，采用迁移学习算法设计了一种适应动态环境的快速路径规划器.首先，综合考虑空间机器人运动过程中存在的避障、时间和扰动约束，在静态环境下对深度神经网络进行预训练.其次，将上述训练后的权值作为动态环境下深度神经网络的初始权值，再经过动态环境下的训练进行参数微调.最后，以平面五自由度空间机器人为例对所设计的方法进行了验证，并与直接训练方法进行了比较.实验结果表明，该方法能够将训练收敛时间从1033回合缩短到450回合，在保证规划路径准确率的前提下，提高训练的收敛速度.

研究了机械臂的逆运动学求解问题，给出一种阻尼最小二乘算法. 经典阻尼最小二乘算法的表现依赖于阻尼系数的选取. 提出的算法不依赖于阻尼系数，只要阻尼常数为正数，通过适当选取每一步的更新步长，就可以保证算法收敛. 此外还考虑了存在关节约束时机械臂的逆运动学求解问题，给出了一种保证关节角不超出其的允许范围的阻尼最小二乘算法. 最后给出了两个仿真算例，证明了提出算法的有效性.

 阐述了一种弱撞击交会条件的对接补加一体化机构.在机构设计上采用柔性杆实现软连接，刚性周边杆实现纠偏和刚性锁紧，阻尼装置吸收对接碰撞能量，并采用可浮动的气/液耦合和电气接口进一步实现高精度的气/液/电路连接.采用拉格朗日分析力学建立飞行器多体动力学模型，利用模态叠加法对碰撞过程柔性部件的变形进行描述，从而建立飞行器柔性对接动力学模型.多工况动力学仿真试验表面所设计的对接补加一体化机构可在0.25 m/s弱撞击速度范围，20 mm横向对接容差以及±5°角度容差范围内实现可靠对接.对接补加一体化装置完成样机研制，并在直线运动平台上完成对接性能和电路连接的多次试验，在专用补加系统上完成接口密封性和模拟推进剂传输试验.

 空间机器人抓捕目标后构成新的组合航天器.因目标运动估计误差以及抓捕器位姿解算误差，造成抓捕过程的碰撞，碰撞产生的扰动力矩会造成空间机器人失稳，严重时将导致抓捕任务的失败.针对这一问题，提出基于反作用轮重配的反步积分滑模控制方法，通过控制空间机器人的反作用轮吸收角动量，实现复合航天器稳定控制.本文首先对包含反作用轮的复合航天器进行姿态误差动力学建模，然后根据碰撞过程中冲击力大，碰撞时间短的特点，提出了改进的滑模控制方法，并通过Lyapunov方法证明了系统稳定性，最后通过伪逆法将控制力矩在冗余配置的反作用轮间重新分配来完成复合航天器姿态稳定控制.通过仿真对所提出稳定控制方法的正确性和有效性开展验证，结果表明：本文提出的方法具备实现碰撞后复合航天器稳定的能力，算法具有很强的鲁棒性与工程实用性.

研究了不确定通讯网络下的异构多智能体系统的鲁棒编队控制问题，也就是要在智能体间信息交互过程中产生的传输误差和噪声情况下实现编队的控制目标.把网络中的信道构建成一个统一的附加一个确定或者随机不确定性的传递函数.对于确定和随机这两种情况，首先对每个智能体分别设计了分布式的补偿器并得出了实现补偿器内部状态达到编队控制的充分条件.随后，对每个智能体给出了一个基于观测器的控制律以实现智能体的状态跟踪到对应补偿器的状态，从而实现智能体状态的编队目标.最后，给出了一个仿真实例来验证的控制律的有效性.

任务分配是多机器人系统需要解决的首要问题.针对传统蚁群算法求解多机器人任务分配收敛速度慢且易陷入局部最优问题，提出了改进蚁群算法.考虑多机器人任务分配问题，建立多旅行商问题模型，采用蚁群算法优化出解空间，然后采用遗传算法中的变异算子对每个机器人执行任务的顺序进行优化，并根据模拟退火过程中Metropolis准则以一定的概率接受优化过程中较差的解.在复杂约束条件下，为解决蚁群算法收敛速度慢且易陷入局部极小问题，引入局部优化变异算子和改进模拟退火算法.仿真结果表明，改进蚁群算法可以更好的解决多机器人任务分配问题.

 针对挠性航天器利用柔性空间机械臂在轨操作目标进行分析.首先利用Kane方程和假设模态法对挠性航天器上安装有柔性空间机械臂的系统进行动力学建模.其次，采用修正的罗德里格斯参数描述机械臂末端相对服务航天器的姿态，利用五次多项式对机械臂末端的相对位置与姿态进行规划，并将目标航天器的相对运动进行补偿，基于雅克比矩阵的广义逆求解机械臂关节运动规律.然后，将反馈控制与扩张状态观测器结合，分别设计了航天器姿态稳定控制器和机械臂轨迹跟踪控制器.最后，对柔性空间机械臂捕获目标航天器以及安装模块的过程进行闭环数值仿真，结果表明，所设计的控制器能够使机械臂跟踪期望轨迹，同时使得航天器姿态趋于稳定，机械臂可以较高精度完成在轨操作.

考虑一类双连杆机械臂的PID控制问题，提出一种基于控制参数化的最优PID参数整定方法.首先，把系统的性能指标建模为最优控制中的连续状态不等式约束.其次，将双连杆机械臂的最优PID参数整定问题转化为含连续状态不等式约束的最优参数选择问题.然后，应用约束转录法结合局部平滑法来处理连续状态不等式约束.得到一个标准的最优参数选择问题，且这个标准问题可以用最优控制软件MISER 3.2来求解.由于是基于梯度的方法来求解问题，所以在文中推导了代价函数和经过处理后约束的梯度公式.最后，通过数值仿真验证了提出的方法的有效性.

研究了EulerLagrange系统在拒绝服务(denialofservice, DOS)攻击其传感通信通道时的安全控制问题.为减少采样资源消耗，本文设计了基于事件触发机制的控制算法.针对DOS攻击活跃期和休眠期两种情况，设计了Lyapunov函数并证明了所提出的基于事件触发的算法能保证EulerLagrange系统在DOS攻击下的稳定性.最终通过仿真算例验证了算法的有效性.

针对微型扑翼飞行器这类非线性时变系统，基于李雅普诺夫稳定性理论提出了滑模自适应控制算法，应对系统中的不确定性和抑制扰动，完成飞行器悬停阶段调整方位的姿态控制.在高频的扑翼状态下，系统模型利用摄动理论中的平均化法进行近似时不变处理.控制器的设计以滑模控制为主体，滑模面利用误差角三角函数和体角速度构造，来避免不必要的偏航控制，同时结合自适应控制方法，实时逼近无法准确计算的惯性张量和干扰力矩，缓解传统滑模控制中开关函数所带来的抖振问题.Simulink仿真结果表明，滑模自适应控制算法优于传统滑模控制，在正弦干扰气流的影响中有良好的鲁棒性，以此验证了算法的可行性.