随着国防科技的进步,航天事业迅猛发展,航天任务也变得越来越复杂,为了完成愈加复杂的航天任务,航天器加入了更多的结构,比如:柔性附件和液体燃料舱,这些结构不仅改变了航天器的耦合模型,也使得航天器的控制变得更加复杂。此外,在实际情况中,执行机构产生的控制转矩通常不是无限大的,这就产生了控制输入饱和的问题,这种问题会导致系统控制效果的严重退化。虽然目前各国学者已经就控制输入饱和的情况下航天器的稳定控制进行了一系列的研究,但对于刚柔液耦合航天器输入受限下的稳定控制研究少之又少,无法满足未来航天任务的需求。基于上述原因,为了适应国防发展需要,迎合未来航天器的发展趋势,本文关于刚柔液耦合航天器做出了以下研究:首先,针对三轴稳定刚柔液航天器,依据动量守恒定律以及等效力学原理,分别分析了柔性附件振动和液体晃动模型,进而通过力矩平衡法则,与原本的刚体姿态模型相结合,建立面向控制的刚柔液航天器动力学模型。其次,在控制系统设计的部分,由于柔性附件振动和液体燃料晃动的引入,使得面向控制的航天器模型更为复杂、耦合程度更强,考虑到自适应模糊系统适应性更佳、处理不确定性的能力更强等优势,设计了type-2自适应模糊干扰观测器,将系统的惯性不确定、外部扰动以及柔性振动和液体晃动带来的影响当作系统的整体扰动进行观测。同时,设计了相较于一般滑模控制具有更小抖振和更高收敛速度的终端滑模控制器,保证了控制系统的快速性与鲁棒性。仿真结果表明,在该控制器的控制作用下,刚柔液耦合航天器的能够实现良好的快速性和较高的控制精度。然后,考虑输入受限的情况,对受限后的刚柔液航天器的整体模型进行变型,通过引入中间虚拟变量,将输入受限带来的系统变化转换成整体扰动的一部分,从而设计基于干扰观测器的终端滑模控制器,并通过仿真结果验证控制器的有效性;又通过引入饱和度的概念对模型进行变型,从而考虑自适应控制与滑模控制相结合的方式,设计了基于自适应的终端滑模控制器,并对控制效果进行MATLAB仿真验证,证实了所设计控制器的有效性,此方法保证了系统收敛速度与控制精度,为输入受限下的刚柔液航天器控制提供了新的思路。最后,考虑到柔性附件长期的高频振动不仅会影响航天器的控制,更会严重缩短航天器柔性附件的使用寿命,本文研究了柔性振动的主动抑制方法-正位置反馈法,并将上文中设计的自适应控制器与正位置反馈相结合进行仿真实验,对比前后控制效果,验证了正位置反馈在刚柔液航天器控制中的有效性,为未来的刚柔液航天器研究提供了进一步的理论依据。