空间绳系技术是一种全新的航天技术,是当代空间技术的一个新的领域。自上世纪七十年代中期以来,绳系理论经过几十年的发展,显示出其具有巨大的应用前景。空间绳系技术已成为美、欧等国航天研究的热点之一。本文正是在这样的背景下,展开空间绳系的控制与应用研究。绳系系统是一个比较特殊的系统:由一根软系绳连接母星和子星组成的一个系统,它具有很强的非线性。绳网捕获系统是绳系系统的一个特例:绳网捕获终端就是子星。本文的目的就是控制这个具有很强的非线性的系统,使其能释放捕获终端到目标位置,并可以稳定地回收捕获终端。首先分析了绳网捕获系统的固有特性并建立了系统模型。主要讨论了重力梯度特性、角动量守恒和子星的非开普勒轨道特性,接着利用牛顿第二定律建立了带有抑制振荡的S段系统模型。然后基于此模型对系统进行稳定性分析并作出相应的仿真,提出了捕获方案。通过稳定性分析得出:绳网捕获系统在释放运动时是稳定收敛的,回收运动时是振荡发散不稳定的。相应的仿真结果验证了稳定性分析的正确性。关于向上释放和向下释放捕获终端,本文也做出了相应的力学分析,说明了向上释放和向下释放都是合理的。最后基于状态反馈极点配置方法和模型参考跟踪理论研究了绳网终端的控制问题。根据绳网捕获系统的动力学特性和耦合特性将回收段分为两部分,分别采用张力力控制和S抑制振荡段控制。在系绳回收过程中,当系绳长度较大时,系绳长度及其变化率和面内角面外角的耦合程度比较弱,本文在此阶段利用模型参考跟踪的理论设计系绳张力控制律;当系绳长度较小时,系绳长度及其变化率和面内角面外角有着很强的耦合,此时系统具有极强的不稳定性,所以在这个阶段,为了有效的抑制住振荡,增加系统的安全性,本文在模型中增加了S抑制振荡段(即增加了悬点的自由度),利用状态反馈极点配置的方法设计了悬点S段抑制振荡的控制器。从S段抑制振荡控制的仿真看出:针对面内角面外角在回收阶段的振荡发散,S段对其有着非常明显的抑制作用。