挠性卫星在轨运行期间,由于受挠性附件振动以及空间环境存在的干扰力矩的影响,在进行姿态控制器设计时需要考虑挠性模态信息不可测量和外界干扰作用时的问题。如果没有采取有效的控制策略对卫星进行姿态控制,那么在空间任务中,卫星姿态控制将很难达到所需要的精度指标。本学位论文在基于四元数的挠性卫星数学模型的基础上,针对挠性卫星在受到外部干扰的情况下进行姿态机动控制器设计。本文主要研究内容包括以下几个方面:针对挠性卫星系统存在外部干扰的“rest-to-rest”姿态机动问题,考虑外部干扰力矩上界已知的情况。在挠性模态完全可测的情况下,利用滑模控制器设计原理选取了合理的滑模面,并给出全状态反馈滑模姿态控制器。另外,针对在实际应用中挠性模态信息难以获得的情况,构造了挠性模态观测器。利用观测器得到的模态值、测量得到的角速度和四元数姿态作为控制器的输入信号,设计基于模态观测器的姿态滑模控制器。通过对比挠性卫星系统的模态信息和观测值响应曲线,验证了所设计的模态观测器能够很好的估计挠性模态信息。为了调节挠性卫星系统状态在趋近于滑模面时的速度,减少传统滑模控制中控制量的高频抖动,引入了带自校正参数的切换控制项。在该切换控制项中,增加了一项指数型的延时环节和自校正因子使得输出力矩更加平滑。针对挠性卫星姿态系统外部干扰上界未知的问题,利用Lyapunov直接法设计了干扰自适应律,有效的提高了挠性卫星姿态控制器对未知干扰力矩的抑制性能。结合干扰自适应律和滑模控制设计了干扰自适应滑模控制器,并采用Lyapunov稳定性理论证明在基于全状态反馈和观测器的自适应滑模控制器作用下,挠性卫星系统能够完成“rest-to-rest”姿态机动。最后,通过数值仿真验证了所设计的控制器的能够在一定程度上抑制外界干扰的影响。