冗余自由度机构凭借其在规避奇异位形、躲避障碍、改善关节运动性能等方面的优势,被广泛应用于机器人领域以提高机器人的灵活性。各种结构形式的稳定平台也被广泛应用于姿态稳定领域。其中,船用天线稳定平台的主要工作是在任意载体姿态下,通过调整稳定平台使天线坐标系相对地理坐标系保持不变,从而实现对载体扰动的隔离,为载体与卫星的通信提供保障。本文以冗余自由度天线稳定平台为研究对象,针对冗余自由度天线稳定平台在根据平台终端姿态反解平台各轴角度时存在的多解问题,以及因采用串连型结构导致的难以确定平台各框架精确数学模型的问题。根据天线稳定平台与冗余自由度机器人机构的相似性,参考冗余自由度机器人的运动学规划及控制方法,对冗余自由度天线稳定平台的控制问题展开研究。首先,简单介绍了移动载体天线姿态稳定问题,针对传统两轴、三轴天线稳定系统存在的问题,分析冗余自由度天线稳定平台方案的优势,并提出冗余自由度天线稳定平台方案需要解决的平台运动学反解问题,以及平台各框架精确数学模型未知情况下的平台控制问题。其次,对冗余自由度天线稳定系统进行了运动学分析,针对冗余自由度机构运动学反解的多值问题,参考冗余自由度机器人运动学规划的方法。通过分析稳定平台的结构及运动特点,构建了避免冗余自由度稳定平台进入奇异位形的优化函数;并且构建了以各轴运动中心为零点的势函数。并以避免奇异位形的优化函数和势函数为优化指标,对冗余自由度稳定平台进行运动学优化。然后采用动态控制法对稳定平台进行运动学反解,从而得到任意平台终端姿态下平台各轴所对应的最优角度。最后,针对串联型稳定平台因结构耦合导致的难以建立平台各框架精确数学模型的问题,利用模糊自适应PID控制算法不需要被控对象精确数学模型的特点,将模糊自适应PID控制算法应用在冗余自由度天线稳定平台。对采用以动态控制法作为平台运动学反解算法、模糊自适应PID算法作为平台控制算法的方案进行了综合仿真,仿真结果验证了方案的有效性。