空间机器人是空间探索的基础,在未来的空间任务中将会扮演越来越重要的角色。然而空间机器人主要工作环境在太空,但又要经受地面发射环境的考验,同时由于未来在轨操作需要采用一些复杂的控制算法,这些对系统的容错能力和处理能力有着更高的要求。本论文针对空间机器人高性能容错技术展开了研究,提出了用于空间机器人运动控制的高性能容错计算机系统,搭建了容错计算机软硬件平台,搭载基于FPGA的运动学解算模块和路径规划模块进行实验,最终验证了高性能容错计算机系统的有效性。首先本文对国内外空间机器人研究现状和国内外容错计算机研究现状进行了分析,提出了本论文的研究意义及研究方向。完成用于空间机器人运动控制的容错计算机系统的需求分析,在此基础上,设计出了容错计算机系统方案和容错策略。针对四模冗余的容错方案,提出了相应的多核表决算法,并利用动态部分重构技术对故障进行恢复。其次,针对具体构型的七自由度空间机械臂的运动特点,对空间机械臂运动学解算方法展开深入的研究,将运动学解算过程划分为五个模块,利用FPGA技术进行了实现,在雅可比矩阵求逆解算中分别采用了QR分解求逆方案和分块矩阵求逆方案,并进行了对比研究。再次,研究了笛卡尔空间中机械臂末端直线路径规划和圆弧路径规划,采用速度级的逆运动学解算方法求取运动轨迹,对整个路径规划进行了模块划分,然后在FPGA上进行了硬件实现,与运动学解算模块配合完成空间机器人的运动控制。最后,搭建容错计算机系统原型,针对空间机器人容错计算机系统进行了相关实验研究,并对实验数据进行了进一步分析和讨论,实验结果验证了所提出的容错计算机系统的可行性和有效性。