空间交会对接是卫星、空间站等在轨航天器的重要空间活动，是载人航天任务的核心技术之一。为了改善交会对接航天器系统的鲁棒性和收敛性能，有限时间控制方法已经得到了广泛的关注和研究，但是在鲁棒连续性、抗饱和性以及降低控制阶次、实施物理仿真等方面仍存在很多有待研究的问题。因此本文以航天器交会对接控制为背景，围绕有限时间控制器设计问题及上述问题的解决策略进行了深入研究。论文的主要研究内容有如下几方面：　　首先，基于交会对接航天器的标准级联特性，在存在外部扰动的情况下，利用反步法研究了交会对接航天器连续有限时间姿态跟踪控制问题。基于边界层定理对自适应控制进行改进，设计了一种有限时间控制器。在此基础上，提出了一种全局有限时间稳定的改进型控制方法，该方法定义外部扰动的上界平方为被估计量，以此来解决在边界层内有限时间稳定性丢失问题。最后为了解决控制输入受限问题，基于双曲正切函数设计了一种考虑输入饱和的有限时间控制策略。上述三种控制器都是连续的，消除了抖振问题。　　其次，为改善系统的鲁棒性和收敛性能，在存在外部扰动的情况下，利用快速终端滑模对转动惯量未知的交会对接航天器进行研究，提出了鲁棒连续有限时间姿态跟踪控制方法。首先引入线性运算符，对转动惯量估计形式进行转换，并基于自适应控制和边界层定理提出了一种鲁棒有限时间控制方法。进一步地，分别定义外部扰动和不确定性函数的上界平方为被估计量，设计了一种基于改进型自适应控制的有限时间控制器，成功地解决了边界层定理存在的问题。最后为了降低控制阶次，提高控制器的可操作性，基于双闭环控制结构提出了一种双回路有限时间控制方法；并在此基础上，基于饱和函数设计了一种考虑输入饱和的双回路有限时间控制方法，该方法解决了控制输入受限问题。所提出的四种连续控制器对未知转动惯量和外部扰动具有良好鲁棒性。　　再次，在存在外部扰动的情况下，综合考虑交会对接航天器的姿态和位置控制，提出了连续有限时间姿态位置耦合控制方法。首先分别利用反步法和快速终端滑模设计了两种连续有限时间控制器。然后为了降低控制器的阶次，提高姿态位置耦合控制方法的可操作性，基于双闭环控制结构提出了一种双回路有限时间控制方法，该方法的双回路控制结构适应性强，易于在实际中应用。所提出的三种连续控制器都包含姿态位置动力学耦合作用，实现了六自由度耦合控制。　　论文最后将有限时间控制方法应用到某型号航天器交会对接全物理仿真试验中，通过试验来验证方法的可行性。提出了一种有限时间质心自动平衡控制策略，解决了全物理仿真系统的质心平衡问题。在全物理仿真系统上，对基于反步法的改进型连续有限时间姿态控制方法进行了姿态大角度机动全物理仿真试验；对基于终端滑模的双回路连续有限时间姿态位置耦合控制方法进行了交会对接全物理仿真试验，试验结果表明上述控制方法是可行的和有效的。　　空间交会对接是卫星、空间站等在轨航天器的重要空间活动，是载人航天任务的核心技术之一。为了改善交会对接航天器系统的鲁棒性和收敛性能，有限时间控制方法已经得到了广泛的关注和研究，但是在鲁棒连续性、抗饱和性以及降低控制阶次、实施物理仿真等方面仍存在很多有待研究的问题。因此本文以航天器交会对接控制为背景，围绕有限时间控制器设计问题及上述问题的解决策略进行了深入研究。论文的主要研究内容有如下几方面：　　首先，基于交会对接航天器的标准级联特性，在存在外部扰动的情况下，利用反步法研究了交会对接航天器连续有限时间姿态跟踪控制问题。基于边界层定理对自适应控制进行改进，设计了一种有限时间控制器。在此基础上，提出了一种全局有限时间稳定的改进型控制方法，该方法定义外部扰动的上界平方为被估计量，以此来解决在边界层内有限时间稳定性丢失问题。最后为了解决控制输入受限问题，基于双曲正切函数设计了一种考虑输入饱和的有限时间控制策略。上述三种控制器都是连续的，消除了抖振问题。　　其次，为改善系统的鲁棒性和收敛性能，在存在外部扰动的情况下，利用快速终端滑模对转动惯量未知的交会对接航天器进行研究，提出了鲁棒连续有限时间姿态跟踪控制方法。首先引入线性运算符，对转动惯量估计形式进行转换，并基于自适应控制和边界层定理提出了一种鲁棒有限时间控制方法。进一步地，分别定义外部扰动和不确定性函数的上界平方为被估计量，设计了一种基于改进型自适应控制的有限时间控制器，成功地解决了边界层定理存在的问题。最后为了降低控制阶次，提高控制器的可操作性，基于双闭环控制结构提出了一种双回路有限时间控制方法；并在此基础上，基于饱和函数设计了一种考虑输入饱和的双回路有限时间控制方法，该方法解决了控制输入受限问题。所提出的四种连续控制器对未知转动惯量和外部扰动具有良好鲁棒性。　　再次，在存在外部扰动的情况下，综合考虑交会对接航天器的姿态和位置控制，提出了连续有限时间姿态位置耦合控制方法。首先分别利用反步法和快速终端滑模设计了两种连续有限时间控制器。然后为了降低控制器的阶次，提高姿态位置耦合控制方法的可操作性，基于双闭环控制结构提出了一种双回路有限时间控制方法，该方法的双回路控制结构适应性强，易于在实际中应用。所提出的三种连续控制器都包含姿态位置动力学耦合作用，实现了六自由度耦合控制。　　论文最后将有限时间控制方法应用到某型号航天器交会对接全物理仿真试验中，通过试验来验证方法的可行性。提出了一种有限时间质心自动平衡控制策略，解决了全物理仿真系统的质心平衡问题。在全物理仿真系统上，对基于反步法的改进型连续有限时间姿态控制方法进行了姿态大角度机动全物理仿真试验；对基于终端滑模的双回路连续有限时间姿态位置耦合控制方法进行了交会对接全物理仿真试验，试验结果表明上述控制方法是可行的和有效的。