现代战争中,火箭武器依然扮演着重要的角色,在复杂多变的战争环境中,火箭武器装填时间和自动化程度已经成为其在战场上生存能力的重要因素。为了保证火箭武器在战场上的机动性,提高其自身生存能力和对敌打击能力,快速装填已是火箭武器未来发展的必然要求。本文以火箭武器重载装填机械臂为研究对象,在以下几个方面开展研究工作。（1）运用Adams对机械臂整体运动进行动力学分析,通过不同工况下对机械臂动力学分析的结果,得到机械臂上臂和中臂在极限工况下各铰接点的受力情况,运用Abaqus对机械臂上臂和中臂进行静力学分析和拓扑优化,根据拓扑优化结果,对机械臂的结构进行重新设计,对重新设计的结构进行静力学分析以证明拓扑优化结果的可行性。（2）针对重载装填机械臂执行周期性任务的过程,提出基于液压伺服系统的鲁棒自适应重复控制策略,运用傅里叶级数来逼近液压伺服系统中周期性的建模不确定性,采用误差符号积分鲁棒反馈项来抑制液压伺服系统中非周期性的建模不确定性,位置指令信号各阶状态通过观测器观测,采用MATLAB/Simulink软件对设计的控制策略进行仿真以验证控制策略的有效性。（3）针对机械臂固有弹性振动问题,将上臂简化成一端点固定的Euler-Bernoulli梁,对其进行了动力学建模,并对液压伺服系统进行动力学建模,运用奇异摄动法将柔性臂动力学方程分解为快变子系统和慢变子系统。针对快变子系,运用PD控制器进行角度跟踪控制,针对慢变子系统,设计了最优控制器进行末端振动抑制,最后对设计的控制策略进行仿真验证。（4）利用液压伺服系统实验平台对本文中所设计的鲁棒自适应重复控制策略进行实验验证,通过分析实验结果并与传统控制方法进行对比来说明所设计控制策略的可行性与有效性。