基于一种具有串并联混合腿足机构的四足可行走着陆器，为摸清其行走过程中的关节能耗问题，采用牛顿-欧拉方法进行了动力学建模研究。首先，采用D-H法建立串并联混合腿足机构的关节坐标系，进行正向运动学和逆向运动学的推导；然后在运动学模型的基础上，采用牛顿-欧拉方法建立着陆器整机的全状态动力学模型，该模型以足端相对轨迹为输入，获取着陆器在运动过程中各关节受力情况的变化曲线；最后，采用五次样条插值法规划一段运动轨迹，用ADAMS仿真软件进行着陆器虚拟样机仿真。经验证，该动力学模型理论计算数值和虚拟样机仿真数值具有相同的变化趋势，证明了模型的有效性，可以作为后续能耗模型建立和优化的基础。

机器人的定位精度是评价机器人性能的重要指标。为提高机器人的定位精度，提出了一种改进差分进化算法，完成了机器人运动学参数标定实验。该算法在选择操作中使用了Metropolis接受准则，搜索更多的空间区域，以获得更好的收敛性。同时提出了种群多样性评价函数来监测种群多样性，种群低于阈值时进行二次变异操作，以避免陷入局部优化。为了验证本文提出的方法，利用六自由度机器人和激光跟踪器进行了仿真和实验。经过运动学参数标定，机器人的平均距离精度由2.906 0 mm（校准前）提高到0.095 2 mm。实验结果证明了本文提出的基于改进差分进化算法的机器人运动学参数辨识方法的有效性。

为保证光谱仪能够获取到有效太阳光谱数据，要求搭载光谱仪的二维转台能够长时间高精度跟踪太阳，而跟踪太阳的前提是转台实现精准指向，使太阳进入导行镜的有效视场。根据从卫星接收的太阳矢量和姿态数据对安装误差进行修正，计算修正后转台指向的参考值，并确保指向误差小于1°。在转台各个基准立方镜上建立坐标系，采用坐标变换法建立了对日指向的数学模型，通过运动学反解给出转台调整角度与轨道坐标系下太阳矢量的解析关系。然后，结合光谱仪的在轨运动形式，对其工作过程中的主要误差来源进行分析，并在MatLab平台上搭建基于蒙特卡罗法的指向误差模型。仿真结果表明指向误差优于0.35°。最后，在地面开展太阳指向模拟实验，测得春分轨道下指向误差低于0.16°，满足导行镜捕获视场需求。实验结果验证了数学模型的正确性及有效性，同时为光谱仪在轨工作提供了设计参考。

并联机器人是一种多支链、多关节、强耦合非线性系统，具有高速、高刚度和大负载等明显优势而被广泛应用到工业领域。然而，随着关节数量的增加导致该类机器人运动学解耦和高精度平稳控制的难度较大。为实现大范围平动3-RRRU并联机器人自动化轨迹跟踪和控制的平稳性，针对运动学解耦和速度自适应规划方法展开了系统、深入地研究。首先，应用DH法建立了机器人运动学模型，基于结构约束条件完成运动学解耦计算，并在S型控制策略中加入速度自适应修正机制，依据不同轨迹可自动计算并修正最大速度参数，实现自适应优化；其次，采用激光跟踪仪对机器人轨迹进行动态跟踪，对比分析了S型速度和梯型速度控制策略下的跟踪精度，梯型速度规划下其最大误差高达4.513 mm，是S型控制策略的3倍，且位置误差曲线出现多个尖峰值，说明因速度突变导致运动平稳性较差；最后，测试S型速度规划下采用自适应修正机制前、后机器人的平稳性以及轨迹跟踪精度。实验结果表明：当规划路径难以实现机器人加速到原预设最大速度时，在轨迹末端存在较大的惯性速度，产生位置尖峰误差为2.676 mm，是修正后最大误差的2.4倍，且伴随着明显的冲击效应。引入自适应修正机制后圆轨迹的起点和终点位置误差分别为0.722 mm和0.382 mm，二者相对位置偏差仅为0.34 mm，且末端定位误差相比修正前降低了一个数量级，有效解决了机器人存在惯性冲击效应的难题，大幅提高了机器人整体轨迹跟踪的精度和控制的平稳性。