本文利用多刚体系统动力学的方法对载体位置不受控制,姿态受控制的自由飞行双臂空间机器人系统的运动学、动力学作了分析,并结合系统的动量守恒关系建立了系统的动力学方程及运动的广义Jacobi关系。以此为基础,　对双臂空间机器人末端抓手追踪惯性空间期望轨迹的控制问题作了研究。考虑到双臂空间机器人系统的结构复杂性及某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的滑模变结构控制理论,设计了轨迹跟踪控制的滑模变结构控制方案。此控制方案的优点在于:在操作过程中不需要对双臂空间机器人载体的位置进行主动控制,因此将大大减少位置控制装置的燃料消耗。通过对该机器人系统的仿真计算,证实了文中提出的变结构滑模控制方案的有效性。