目前航天任务的发展逐渐多样化,以在轨服务技术为代表的空间任务不断增加。在航天器在轨服务的任务执行过程中,首先要在保证服务航天器和目标不发生碰撞的情况下对目标实施接近。由于航天器本身的易损性和目标可能存在的非合作性,对服务航天器接近过程中的控制技术提出了较高的要求。同时航天器的安全接近控制方法在其他空间操作任务中具有非常重要的意义。本文以空间目标在轨操作为研究背景,研究了对空间碎片等障碍物和失控的非合作目标的避障接近控制方法。论文中主要研究内容如下:首先介绍了目标轨道坐标系下,服务航天器的相对运动模型。讨论了轨道相对运动中存在的偏差量及其原因。介绍了扰动流体动态系统的基本原理。将扰动流体动态系统避障方法引入了对空间目标安全接近和避障控制的任务背景中,研究了基于改进扰动流体避障的航天器接近控制算法。先后结合人工势函数和变结构滑模控制方法设计了服务航天器控制算法并证明了算法的稳定性。通过数值仿真验证了算法的性能。结合SDRE最优控制方法,设计了自适应的扰动流体避障滑模控制方法,通过数值仿真验证了性能的提升。接着,考虑空间非合作目标安全接近过程中可能遇到目标或障碍物为大展弦比外形且自旋的状态,研究了基于扰动流体避障的大展弦比自旋目标的安全接近控制算法。根据大展弦比外形的目标特征,分别研究了椭球和圆柱体外包络描述下的最短距离计算问题。基于扰动流体避障方法,构建了旋转流场和旋转人工势能场,分别结合滑模控制方法和LQR控制方法,设计了安全接近和环绕控制律。通过数值仿真,验证了算法的有效性。对于服务航天器自身的姿态控制需求,在主要考虑服务航天器轨道机动控制量作用点误差导致的干扰力矩和控制矢量坐标变换这两个耦合因素,构造了服务航天器轨道相对运动和姿态相对运动耦合的运动模型。结合终端滑模控制方法和最小模型误差反馈控制理论,设计了高精度的姿态和相对位置接近控制方法,并证明了控制方法的稳定性。通过采用扰动流体避障方法,设计了适合服务航天器的避障扰动矩阵,得到最终的航天器姿轨协同安全接近控制器,通过数值仿真,验证了算法的有效性,具有较好的精度。论文基于扰动流体动态系统理论,针对多种环境和目标状态下的空间目标接近问题进行了研究。结合了人工势函数,变结构滑模控制等控制理论设计了安全接近控制算法,并进行了优化。实现了对障碍物的规避和目标状态的接近,为空间操作任务创造了条件。