多智能体系统因其在编队控制、蜂拥控制、人工智能等领域的广泛应用而受到很多关注,其中一致性问题是多智能体系统控制研究领域的基本问题。同时在实际情况中由于执行器物理条件限制,饱和问题不可避免。因此本文研究了具有输入饱和的多智能体系统一致性控制算法,并将其应用于航天器编队控制中,利用Links-RT通用半实物仿真实验平台对设计的控制算法进行实时性和鲁棒性验证。主要研究成果如下:首先,基于虚拟线性多智能体系统分别设计了低增益一致性控制算法和有限时间一致性控制算法,并进行数值仿真实验。通过仿真结果对比分析得出结论:（1）两种一致性控制协议在有向通信拓扑的条件下,均可在输入饱和的情况下使多智能体系统达到状态的一致性;（2）有限时间控制算法相对于低增益控制算法,在收敛时间上更具优势。其次,将数值仿真控制效果更优的有限时间一致性控制算法应用于航天器编队系统中。利用航天器轨道交会动力学模型和有向通信拓扑图建立航天器编队系统模型,然后利用有限时间控制算法分别进行数值仿真和硬件在环半实物仿真,结果表明控制器的幅值在饱和限内且在644s收敛至0,满足有限时间控制要求。验证了控制算法在航天器编队控制中的有效性和实时性。最后,考虑到在复杂的空间环境下航天器的状态不可全测的情况,利用参量Lyapunov方程设计了时变高增益观测器对系统状态进行估计。设计时变高增益观测器,将该观测器提供的状态估计值作为控制器输入,数值仿真结果表明基于高增益观测器的有限时间控制器也可达到上文状态反馈有限时间控制器的性能。将其部署于半实物仿真实验平台中,控制量虽因飞控板算力不足而有小跳变,但未发散并且最终能够在预计的有限时间收敛。验证了该控制算法的鲁棒性和实时性,为应用到实际物理系统中解决航天器编队控制问题奠定基础。