随着空间开发与应用能力不断提高，近距离操作中避障控制研究成为航天领域研究的热点。论文从航天器近距离避障策略与相关控制理论入手，针对近距离安全接近过程中面临的不确定性环境和复杂外形这两个重要影响因素进行深入研究，同时分别建立相对应的等效控制系统来跟踪参考轨迹，进而得到复合控制系统和分析控制系统的稳定性，本文主要研究内容包括以下部分：
　　首先，针对航天器安全接近过程中不确定性环境的影响，提出了等碰撞概率线法。与传统的碰撞概率函数相比，等碰撞概率线法由于没有包含超越函数，因此能在保证有效梯度方向估计精度的同时大大降低计算量。而且，基于等碰撞概率线法的航天器安全接近策略能进行受力分析和有效性理论证明。但是，在等碰撞概率线法中，航天器的外形被简化为球形或者椭球型，而没有考虑航天器的几何外形对近距离安全接近控制的影响，因此，在考虑不确定性环境的影响下，针对复杂外形航天器安全接近控制问题，提出多等碰撞概率线法和复合等碰撞概率线法。接着，针对传统LQR控制器精度不高的问题，分别设计改进LQR控制器来跟踪参考轨迹和采用Lyapunov稳定理论对该闭环控制系统进行了证明。
　　其次，针对航天器安全接近过程中目标航天器的任意外形的影响，提出了混合高斯模型法。与传统的人工势函数法相比，混合高斯模型法能在保留人工势函数法优点的基础上，在势函数中同时考虑任意外形的影响。接着，基于混合高斯模型法设计出一种改进LQR控制器来跟踪参考轨迹和采用Lyapunov稳定理论对该闭环控制系统进行了证明。但是，在混合高斯模型法中未考虑例如导航和控制等不确定性的影响。因此，在考虑目标航天器任意外形的影响下，进一步考虑不确定性环境的影响，提出自适应混合高斯模型法，在同时考虑不确定性环境和任意外形的影响下，降低航天器近距离安全接近的碰撞概率。
　　最后，针对等碰撞概率线法只能考虑有限不确定度情况下的航天器安全接近控制的问题，提出一种改进等碰撞概率线法。在此基础上，针对多等碰撞概率线法和复合等碰撞概率线法中仅仅只考虑特定外形，且自适应混合高斯模型法存在一定的碰撞风险，因此将碰撞概率密度法，改进等碰撞概率线法和自适应混合高斯模型法相结合，提出航天器飞行安全区法。在考虑不确定性环境影响下，与等碰撞概率线法和改进等碰撞概率线法相比，飞行安全区法能考虑任意外形的影响，而与混合高斯模型法，自适应混合高斯模型法相比，飞行安全区法能进一步降低碰撞风险。接着，基于飞行安全区法得到改进LQR控制器来跟踪参考轨迹和采用Lyapunov法来验证该闭环控制系统的稳定性。
　　总之，论文以航天器近距离安全接近控制为应用背景，形成了一套较为系统与新颖的安全接近控制方法，并对其所提出的多种安全接近策略及控制方法进行了仿真验证，数值仿真结果验证了安全接近控制方案的有效性。通过与传统方法相比，所提出的安全接近方案由于能解决受到不确定性环境和任意外形目标航天器影响下的安全接近控制问题，因此具有广泛的工程应用前景。