近年来得益于空间技术跨越式的发展，人类对太空的探索，逐渐由大气层延伸到外层空间，从月球拓展到火星。航天技术由单一的发射卫星发展到了建立可供人类在太空从事科学技术研究的空间站。不久的将来，人类在太空中进行生存与科研活动的频率将显著提高。但太空温差大、重力小、高真空、强辐射的环境，使人类在太空进行作业时受到的威胁大大增加。因此，世界很多国家均已开展对空间机器人技术的研发，计划用其辅助或替代人类，完成大量有可能对宇航员安全产生威胁的太空作业。对空间机器人合理的应用，能够极大地提高太空工作效率，降低资源浪费。空间机器人关节控制系统设计是否合理，直接决定其能否顺利完成空间任务作业。空间机器人关节控制系统是一个精度高、响应快、稳定性强的位置伺服系统。它既是空间机器人控制系统的执行机构，也是其重要的组成部分。本文的主要研究目的是建立一种性能优异的空间机器人关节控制系统。为保证其控制过程的稳定性、快速响应性以及控制精确性，满足稳、快、准的控制要求，主要完成了如下工作：首先，阐述了课题的研究背景及意义，对国内外空间机器人发展现状进行了简要的介绍，论述了关节执行器以及控制算法的研究现状。其次，根据空间机器人执行任务所处的特殊环境及其控制系统的特点，选用无刷直流电机作为空间机器人关节执行器，同时对其发展历史、结构以及工作原理进行了详细的介绍，并根据其工作原理建立了数学模型。对空间机器人关节系统进行了传统PID算法及模糊PID控制算法研究，设计了模糊自适应PID控制器。最后，在proteus仿真环境下，基于单片机建立了空间机器人关节控制系统的模型，并完成仿真模型的软件设计，结合MATLAB分析仿真结果得到系统的技术指标。对全文进行简要的总结，并指出本论文存在的不足以及在今后的研究中需要做出的改进。