随着人类探索和开发太空资源需求的日益增加,航天任务正朝着多样化和复杂化的方向发展。航天器交会作为各种航天任务,如型空间结构的组装、空间碎片清理、航天器在轨服务以及空间攻防等中的关键技术,有着十分重要的作用。而在航天器交会技术领域,航天器位置和姿态控制方案设计因其重要性一直是研究的热点问题。由于太空中存在着各种扰动,且航天器交会任务对位置和姿态的控制精度要求较高,再加上交会过程中可能发生的碰撞和执行机构障碍等问题,这些都给位置和姿态控制方案的设计带来了挑战。本文以航天器交会任务为背景,针对航天器位置和姿态控制方案设计问题,基于终端滑模技术分别设计了相应的控制方案。论文的主要研究内容如下:首先考虑航天器交会过程中相对位置和相对姿态运动的建模问题。对于航天器相对位置建模,采用T-H方程描述追踪航天器和目标航天器之间的相对位置运动模型;对于航天器相对姿态运动建模,利用四元数描述航天器的相对姿态。然后针对追踪航天器的位置控制问题,先是从收敛速度以及控制精度的角度考虑,采用非奇异终端滑模方法设计了位置跟踪控制器,并引入正弦函数避免控制器的奇异问题;进而将非奇异终端滑模拓展为固定时间终端滑模,提出了能够使航天器相对位置在固定时间内收敛到平衡点的控制算法;考虑交会过程中的避碰问题,将固定时间终端滑模趋近律与人工势函数相结合,设计了反馈控制算法。最后针对追踪航天器的姿态控制问题,考虑到固定时间终端滑模性能的优越性,基于固定时间终端滑模方法设计姿态跟踪控制器;对于执行机构故障以及干扰上界未知的情况,将固定时间终端滑模控制和自适应控制相结合设计姿态跟踪控制器;接着考虑抗退绕问题,引入包含四元数标量的辅助变量并构造积分终端滑模,设计姿态跟踪控制器。最后通过数值仿真验证上述控制算法的有效性。