随着航天事业的迅猛发展,人类对太空探测的深度与广度也得到了里程碑式的发展。而空间机器人能够适应太空中复杂的工况环境,其在一些高危性、高重复性的工作项目中的突出表现,奠定了在我国航空航天事业发展的基础,也必将在人类对太空的不断探索中发挥着至关重要的作用。空间机械臂通常为了节省燃料,一般设计成载体位置不控的形式,但为使其安装携带的通讯设备能够正常工作,因而对载体的姿态有着一定的要求。因此,本文将漂浮基空间机器人系统作为控制对象,讨论了载体位置不控,姿态受控的漂浮基刚性空间机器人和载体姿态、位置均不受控的漂浮基柔性关节空间机器人模型,在模型不确定等因素影响下的基于扩张状态观测器的模糊控制方法。首先,在平面两杆空间机械臂物理模型的基础之上,利用空间机器人系统中存在的动量守恒、动量矩守恒关系并结合第二类拉格朗日方程的建模方法,分别建立了刚性、柔性关节的系统动力学方程;其中利用奇异摄动法将漂浮基柔性关节空间机器人系统解耦为快变子系统与慢变子系统,通过对柔性关节产生的弹性振动进行主动抑制,利用速度差值反馈法对快变子系统进行控制,而对慢变子系统则采用刚性臂的控制方案,两种模型方程的建立为后续控制方法的设计奠定了数学理论基础。其次,基于自抗扰控制技术,设计了扩张状态观测器(ESO),在无需确定系统的精确物理模型的情况下,对系统的内部扰动进行了实时的估计,并对系统的不确定部分进行了观测并给予补偿,消除了不确定因素对系统的影响,提高了系统的控制性能。同时,结合模糊控制技术,设计出系统的非线性误差反馈率,调节并选择适当的参数,使其参数达到自整定的理想效果,实现了机械臂关节间的解耦控制,使实际轨迹能够更快的跟踪上期望轨迹,两种控制方法的联合控制保证了系统的稳定性,而轨迹跟踪精度也得到了显著提高。通过选取合理的李雅普诺夫函数对所提出的方法进行稳定性分析,从而证明了该控制系统的稳定性。最后,以二连杆空间机器人为被控对象通过MATLAB进行数值仿真分析,其结果证明了本文所提各类控制方法的可行性和有效性。