在航天技术发展的过程中,为了压缩航天试验的成本,需要提前进行大量的地面仿真实验。气浮台凭借成本低、可持续时间长、扰动小的特点,可以有效检验控制算法作用于航天器的控制效果,成为辅助研究航天器交会对接、空间目标捕获、卫星编队等航天任务的重要手段。相比传统的渐进控制方法,有限时间控制方法具有更快的收敛速度、更强的抗干扰能力和更高的稳态精度,在航天器姿态控制、机械臂控制等领域应用广泛。本文主要研究三自由度气浮平台的有限时间控制算法,包括基于终端滑模的固定时间控制（Fixed-time Nonsingular Terminal Sliding Mode Control,FNTSMC）方法和基于参量李雅普诺夫方程的时变反馈控制（Parametric Lyapunov Equation Based Time-varying Feedback Control,PLETFC）方法,后者的收敛时间由设计者指定,而且在设计时考虑了执行器饱和非线性特性。首先,介绍气浮平台的实验环境、工作原理和系统参数。根据气浮台的结构与运动特点,分别建立惯性坐标系与体坐标系,推导两种坐标系下的动力学模型并分析产生模型不确定性的因素。其次介绍有限时间基本知识,针对气浮台模型设计基于终端滑模的固定时间控制器,分析所设计控制器的稳定性与鲁棒性并进行仿真测试。接着介绍参量Lyapunov方程的基本知识,针对气浮台模型设计满足执行器饱和条件的时变反馈控制器,分析所设计控制器含干扰时的稳定性并进行仿真测试。最后,在完成推力分配、传感器数据滤波等准备工作后,针对气浮台典型的运动形式包括定点、直线和椭圆进行试验,比较控制算法控制效果。试验结果表明,两种控制算法均具有较强的抗干扰能力与较高的跟踪精度。PLETFC在试验中控制器输出始终没有超过饱和限,控制过程平稳,执行器开关损耗小,燃料损耗小。FNTSMC在定点试验时收敛速度更快,但是其控制效果依赖参数的选取,控制器输出在初始时刻会短暂地处于饱和状态。