本文以带有大型挠性附件的主动三轴稳定对地观测卫星为研究对象，基于特征轨迹的概念，针对姿态控制动力学的特征，研究了将频域特征轨迹理论应用于挠性卫星姿态控制系统设计的问题，以期获得控制器简单、系统鲁棒性良好的姿态控制策略。本文首先简要介绍了课题相关技术的发展、现状和应用情况。文章继而从整星姿态动力学方程出发，建立起姿态控制动力学模型，并加以深入细致分析。论文基于特征轨迹频域理论，对挠性卫星姿态控制系统进行了设计。提出了将理论严密的特征轨迹方法和结构简单的主轴PID控制器相结合使用的控制策略，并且从鲁棒性的角度得以验证。本文还从特征轨迹角度初步研究了姿态控制系统的稳定鲁棒性，以及在由星体转动惯量变化引起的逆加摄动形式下的性能鲁棒性。最后，进行了线性和非线性两个层面上的数值仿真，分析检验了理论设计所得闭环系统满足姿态控制性能指标。