随着世界各国航天事业的不断发展,进行太空探索变得越来越频繁,作业任务也变得越来越复杂,航天飞行器的维护、太空垃圾清理、空间器械的对接及卫星的抓取等空间操作技术已经成为航天科技新的发展重点,受到各航天大国的高度重视。由于太空作业的特殊性,进行地面微重力模拟实验是太空装备发射之前必须进行的工作,是空间任务顺利实施与进行的保障。因此,研究和开发一种在地面环境实现对实验物体在微重力环境下的运动学和动力学特征进行模拟的实验装置具有十分重要的研究和应用的价值。基于此,本文设计了一种基于Stewart平台的并联型双驱动单元的六自由度微重力模拟实验平台,并对平台支腿的双驱动结构进行了详细的一体化设计。针对平台多设计参数、多性能指标的特点,提出了平台有效工作空间、全局灵巧度指标和全局力传递性能指标作为优化目标函数,采用两级多目标的优化方法,很好地解决了六自由度微重力模拟平台的多设计参数、多优化目标的难题。对平台的运动学进行了分析并利用Kane方法建立了平台的高效逆动力学模型,并对平台逆动力学进行了相应的数值计算。对平台支腿的气缸驱动部分的刚度特性、气缸内压力的动态特性进行了分析,应用模糊PID控制模式对工作腔内压力进行伺服控制,并对其进行联合仿真分析。在此基础上,对单一支腿的主从式电机和气缸联合驱动进行联合仿真,对电机和气缸的受力情况进行分析,验证了针对六自由度微重力模拟平台的主从式同步驱动方法的有效性。