本发明提供了一种六自由度空间微重力模拟装置及控制方法，属于微重力模拟控制领域。本发明气缸活塞的顶部固定有气缸拉压力传感器，滚珠丝杠外侧的丝杠螺母与滚珠丝杠拉压力传感器连接，气缸拉压力传感器和滚柱丝杠拉压力传感器固定在连接平面的底部，连接平面上的中心固定哑铃式三轴气浮转台，哑铃式三轴气浮转台上固定有被模拟对象。本发明与现有微重力模拟装置相比，该系统采用滚珠丝杠和低摩擦气缸协同的交叉耦合作用进行垂直方向微重力模拟，使用哑铃式三轴气浮转台进行空间微重力模拟，神经网络与终端滑模变结构控制结合进行智能控制，提高了系统的控制精度及鲁棒性、拓展了模拟系统的运动范围和被模拟对象的运动姿态。