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为满足带零动量轮航天器姿态响应的快速性与准确性，将航天器姿态模型和飞轮机构及其补偿器视为广义控制对象，采用广义逆系统方法与内模原理相结合设计了复合控制器。在分析动量轮的摩擦阻力效应基础上，设计了基于飞轮非线性观测器的低、高速补偿器，在改变航天器惯量与加入干扰的情况下，通过仿真分析了复合控制的鲁棒性。逆系统实现了广义控制对象的解耦，内模闭环控制器弥补了解耦的非理想性，补偿器加快了姿态响应速度。仿真结果表明，逆系统与内模控制组成的复合控制器对带零动量轮航天器姿态控制是有效的，并且该控制器对航天器惯量参数和干扰