针对卫星姿态控制系统，采用星敏感器/陀螺敏感器组合测量方式，首先，建立了卫星姿态控制系统仿真环境；其次，研究了基于滑模观测器的卫星角速度测量系统故障诊断，并验证了其可行性；最后，利用硬件实现了基于滑模观测器的卫星姿态角速度测量系统故障诊断算法。本文具体的研究工作包括以下三部分：　　描述了卫星常用坐标系以及姿态描述方法，基于PID控制器，构建卫星姿态闭环控制系统，并在Matlab/Simulink下搭建系统仿真环境。卫星姿态控制系统包括：PID控制器、反作用飞轮执行机构、卫星动力学模型和卫星运动学模型。　　利用滑模观测器实现对卫星姿态测量系统的故障诊断。首先，建立敏感器故障状态下的卫星姿态控制系统模型；然后，基于Edwards和Surgeon提出的滑模观测器理论，利用等效输出注入项对敏感器故障信号进行重构；最后，将滑模观测器输出的状态估计信息作为控制器的输入，与第二章建立的PID姿态控制系统组成新的闭环控制系统。数学仿真验证了算法的有效性和可行性。　　利用xPC实时系统和TMS320F2812数字处理芯片对基于滑模观测器的卫星姿态敏感器故障诊断系统进行了硬件实现。对基于滑模观测器的卫星姿态敏感器故障诊断算法进行硬件回路验证。首先，将由PID控制器、姿态动力学和运动学方程模块、执行机构组成的卫星姿态控制系统编译到xPC实时仿真系统中。然后，在TMS320F2812数字处理芯片中嵌入第三章设计的基于滑模观测器进行敏感器故障诊断的算法。通过RS232串行通信手段实现xPC实时仿真系统和DSP数字处理芯片两部分的数据通信，实现基于滑模观测器进行敏感器故障诊断的卫星姿态控制系统半物理仿真验证。半物理仿真在数学仿真的基础上，更加真实地验证了第三章中算法的有效性。