针对漂浮基空间机器人在轨捕获非合作卫星过程的碰撞、冲击效应及其后镇定运动的控制问题,提出了一种基于扩张状态观测器的自抗扰控制方案。首先,应用多刚体动力学理论方法分别获得了捕获前漂浮基空间机器人及目标卫星的动力学模型;其后,结合系统冲量定律、速度约束关系,分析了捕获操作接触、碰撞过程对系统产生的冲击影响,并最终建立了捕获操作完成后混合体系统动力学模型。基于此,考虑捕获操作过程系统不可避免的存在动力学参数的摄动及外部扰动项,提出了基于扩张状态观测器的自抗扰控制方案,以实现混合体系统的镇定控制。该方法结合扩张状态观测器对系统总扰动项进行动态观测,进而设计扰动补偿项以实现总扰动的实时补偿,有效提升了系统对捕获操作后冲击效应的抗扰能力,可快速实现混合体系统的运动镇定;且具备无需直接测量关节角速度、关节角加速度信号的优点。系统数值仿真实验结果,证实了上述控制方案的有效性。