随着空间科学技术的快速发展,为满足日益复杂的任务要求,越来越多的航天器上开始配备有大型挠性附件结构。挠性航天器在其在轨运行过程中,受到角速度测量部件发生故障、外部环境干扰以及执行机构故障等因素的影响,在设计姿态控制器时需要考虑存在角速度不可测量、挠性模态变量不可测量、受到外部干扰以及执行机构发生故障的问题。本论文以挠性航天器为研究对象,针对挠性航天器在轨运行时的姿态控制问题,主要做了以下几个方面的研究:研究挠性航天器在模态可测与不可测两种情形下的姿态控制问题,基于无源性方法设计了两种无角速度测量的姿态控制器以确保闭环系统的渐近稳定性。一种是在模态变量可测情形下的部分状态反馈控制器,另一种是在模态变量不可测情形下的基于观测器的状态反馈控制器。通过仿真算例分别验证了两种姿态控制器的有效性。针对受扰的挠性航天器系统在模态可测与不可测两种情形下的姿态控制问题,基于无源性方法和内模原理,设计两种不依赖于角速度信息的干扰内模控制器去抑制外部干扰的影响,确保闭环系统为最终一致有界稳定的。在模态可测的情况下,设计了部分状态反馈的干扰内模控制器,而在模态不可测的情况下,设计了基于观测器的干扰内模控制器。仿真算例表明两种类型的姿态控制器均能有效抑制外部干扰的影响。针对挠性航天器的执行机构发生部分有效性损失及加性故障的问题,通过引入一阶微分滤波器,设计一种仅需姿态测量信息的非线性比例积分控制器,结合无角速度幅值测量的容错控制方法构成姿态容错控制器去消除执行机构的故障对系统的影响,实现挠性航天器无角速度幅值测量的姿态稳定容错控制。仿真结果表明,加入容错控制后能够有效消除执行机构故障对系统的影响,验证了容错控制器的有效性。