航天器编队的姿态协同控制在深空干涉测量、对地合成孔径成像等许多航天器编队任务中发挥着重要作用,是多航天器系统编队飞行的重要研究内容,引起了研究者的广泛关注。航天器系统具有非线性、强耦合的特点,而且受到来自外部环境的干扰影响,这些对多航天器系统的高精度控制,乃至稳定性产生负面作用。鉴于航天器结构和航天任务的复杂和多样化,本文基于全阶滑模控制方法,对受匹配干扰的多航天器系统进行研究。论文的主要研究内容如下:1.考虑匹配扰动下单航天器的姿态跟踪问题。为航天器姿态全局表述无奇异,利用四元数参数描述航天器姿态模型。基于全阶终端非奇异滑模技术,设计了一种连续的有限时间姿态控制律。定性地分析了控制参数对控制精度、响应速率、抖振的影响,以及与其他滑模控制算法的联系与区别。通过数值实例分别对方法有效性,控制参数影响,控制策略对比进行了仿真验证。2.在单航天器姿态控制的研究基础上,研究了无向图拓扑下航天器编队的姿态协同问题,编队内每个航天器的姿态由四元数参数描述。首先假设了领航者信息能够被所有跟随航天器直接获取,基于递次全阶终端滑模技术,提出了一种集中式的有限时间鲁棒姿态协同控制协议。为了减低多航天器系统的通讯负担,基于高阶滑模方法,提出了一种分布式有限时间观测器,结合观测器设计了分布式的姿态控制方案。3.为了避免观测器带来的计算负担与控制精度降低的问题,同时也为进一步降低通讯负担,研究了有向图下的多航天器编队系统的姿态协同控制问题。利用修正的罗德里格斯参数(MRP)姿态描述法,基于全阶终端滑模技术,提出了一种分布式的有限时间鲁棒姿态协同控制方案。仿真验证了控制协议在控制精度方面具有良好的性能。最后,归纳总结了本论文的主要研究成果,并对今后的工作进行了展望。