航天器的空间对接是建立空间站之前必须突破的一项关键技术。飞船与空间站的成功对接依赖于对接机构的可靠工作,为了验证对接机构工作的可靠性以及考查空间恶劣环境对对接机构工作性能的影响,模拟空间环境下航天器对接全过程的地面试验是必不可少的。空间对接半物理仿真系统可以模拟大小不同的航天器以及各类对接机构的对接过程,具有更强的通用性,因此成为地面试验的首选方案。在空间对接半物理仿真系统中,六自由度平台被用来实现两航天器相对运动。因此本文从动力学、控制策略和误差标定等几个方面对六自由度平台进行深入研究。而对这些问题的探讨对于建立高精度的空间对接半物理仿真系统的工程实践具有重要的指导意义。六自由度平台是一种多变量和本质非线性的复杂系统,其运动学及动力学分析是平台结构设计以及液压驱动机构设计的前提。本文首先采用坐标变换和矩阵微分的方法进行六自由度平台的运动学分析,然后建立不考虑支腿惯性的简化六自由度平台动力学模型,再通过分析支腿的运动方式,提出一种改进的基于牛顿-欧拉法的完整动力学模型。由于该模型考虑支腿绕其轴线的转动,对典型的6-UPS并联机构而言消除了理论上的误差,是一种精确的模型。相比之下,传统的动力学模型由于忽略支腿绕自身转轴的转动,对支腿运动的描述较为粗糙。六自由度平台的另一个重要研究方向是六自由度平台的控制策略研究,控制策略将直接决定系统最终达到的性能指标。本文介绍六自由度平台两种基本的控制策略,并针对其在本课题中的具体用途,着重研究基于铰点空间的控制策略及提高系统性能的方法,包括动压反馈校正、前馈补偿等。由于在六自由度运动模拟器的实际使用中经常采用小幅值正弦波作为输入信号,本文提出一种幅相控制技术改善平台对正弦输入的响应品质,并用实验证明其有效性。在六自由度平台的加工制造和装配过程中,不可避免地产生结构参数的误差,直接影响了对接模拟的真实性。针对六自由度平台的运动精度问题,本文阐述误差产生的原因,提出一种基于三坐标测量仪的低成本标定方法。然后通过仿真讨论用该方法标定后平台的位姿精度能够达到的量级。最后将此方法应用于实际平台的标定,验证该方法的有效性。在得到一个性能优良的六自由度平台后,建立空间对接半物理仿真系统成为可能。本文阐述能够体现其主要功能的原型系统的设计方案,提出系统的动力学解算方案并以此为基础构建动力学仿真大回路。对大回路仿真系统的稳定性进行分析表明,要获得良好的稳定性,运动平台本身的频宽与被模拟运动的固有频率应满足一定的关系。为了在实际建造原型系统前验证其可行性,本文用ADAMS建立原型系统的虚拟样机并进行对接仿真。然后建立两航天器的数字模型,并把它的对接仿真结果作为评价半物理仿真逼真程度的标准。仿真表明,虚拟样机能够较真实地模拟两航天器对接的全过程,说明本文提出的半物理原型系统能够有效模拟航天器的空间对接过程。最后,本文建立空间对接半物理仿真原型系统,并针对不同的对接初始条件进行对接实验,较真实地再现两航天器在空间对接过程中的相对运动、相互作用力和可能出现的问题。从而为研制用于测试实际对接机构的功能完善的空间对接综合仿真系统提供必要的依据。