近年来,使用多个航天器编队飞行来完成空间任务成为世界各国在航天领域探索的热点。多航天器编队飞行是指让多个在轨飞行小型航天器在空间上组成预定的编队构型系统,编队中各航天器间由星间通讯彼此联系构成一个“虚拟航天器”完成复杂的航空任务,与传统单颗大型航天器相比拥有更高的可靠性、较强的灵活性、较低的成本等优点。有很多编队飞行任务需要通过系统中每个航天器姿态一致来完成,有效的姿态一致性算法是实现编队飞行的关键技术所在。本文首先介绍了多航天器协同控制理论基础,主要包括表示航天器之间通信拓扑相关的图论基础知识及对应的各种矩阵的定义,描述刚体航天器姿态的几种参数,航天器姿态运动学模型和姿态动力学模型,随后介绍了简单的单积分和双积分一致性控制算法。其次,针对多个航天器编队飞行的姿态协同H_∞控制问题进行研究,基于姿态四元数模型,以一致性控制理论为基础,引入相互通信的相邻航天器姿态及角速度信息设计分布式姿态协同控制器。基于线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequation,LMI),本文提出了具有抑制外界扰动的姿态协同H_∞控制策略,此控制策略由非线性部分和线性部分组成,其中非线性部分作用于系统整体的协同性能,线性部分则重点作用于航天器姿态协同问题和整个系统的稳定性。随后通过MATLAB提供的工具包求解线性矩阵不等式,验证了该分布式控制策略能有效的解决多航天器姿态协同问题,并具有较好的鲁棒性。最后,基于修正的罗德里格参数(MRPs)模型,分别研究了无扰动情况下的航天器编队飞行姿态协同控制和有扰动情况下的姿态协同H_∞控制问题。针对通信拓扑结构为无向图下的航天器编队飞行控制系统,以一致性控制算法为基础,通过选取相对姿态和姿态一阶导数作为辅助变量,分别设计无扰动情况和有扰动情况下的姿态协同控制器,通过数值仿真验证了该控制算法的有效性。