随着人们对空间技术的研究不断深入,航天任务的复杂程度随之增加,越来越多的航天器上开始使用大型挠性结构。由于挠性附件柔性大、刚度低的特点会产生振动,进而影响星本体的稳定性和姿态的精确度。本文主要针对单帆板航天器的姿态机动问题,进行姿态控制策略的研究。1、研究带有大型挠性附件航天器系统的动力学建模问题。在忽略执行结构的具体形式的前提下,分析了星本体、挠性附件之间的耦合关系和耦合特性,并基于凯恩方程建立了动力学模型。2、对一个扩张干扰观测器进行研究。该观测器通过对角速度信息的测量可得到外部干扰及其各阶导数的估计值。对干扰观测器的设计进行了分析,指出了其观测精度随观测器阶数增加而提高的原因。3、针对挠性航天器的姿态控制策略进行研究。该部分设计了一种基于改进的罗德里格斯参数的PD控制器。通过将PD控制器与扩张干扰观测器相结合,利用扩张干扰观测对PD控制器进行扰动补偿,来提高PD控制器的姿态控制性能。应用MATLAB分别对小角度机动和大角度机动两个假想任务对姿态控制策略的控制效果进行模拟仿真,结果显示,扩张干扰观测器的加入,使得航天器姿态的控制精度得到显著提高,但挠性附件模态坐标的稳定精度有所下降。4、针对PD控制器加扩张干扰观测器的控制策略对挠性附件模态坐标振动抑制效果不理想的情况,采用独立模态空间控制方法,假设挠性附件的模态坐标和其一阶导数可测且不考虑作动器的具体形式,引入一个PD加滑模控制的振动主动抑制器对航天器的挠性附件的模态坐标振动进行主动抑制。通过MATLAB分别对小角度机动和大角度机动任务进行仿真,结果证明了独立模态空间控制方法对挠性附件模态振动抑制的有效性,但收敛速度会有所加长。