故障诊断技术在确保系统可靠性和安全性方面起着至关重要的作用，特别是在航天器姿态控制系统中。本文以卫星姿态控制为研究对象，从理论方面对卫星姿态控制系统故障诊断技术进行研究，利用非线性未知输入观测器方法(NUIO)和自适应观测器方法分别对卫星姿控系统出现的执行机构和测量机构故障进行诊断，论文工作主要包括以下内容：
　　第一、分析卫星姿控系统描述方式，建立卫星的姿态动力学和运动学方程，通过分析卫星姿控系统的特点，确定本文中所研究的执行机构和测量机构。对飞轮和星敏感器可能出现的故障进行分析并建模。
　　第二、基于未知输入观测器（UIO）的设计基本思想，提出基于非线性未知输入观测器（NUIO）和线形矩阵不等式（LMI）的鲁棒故障诊断方法。利用UIO干扰解耦思想和LMI设计NUIO参数矩阵，使得系统残差对模型不确定性和外部干扰具有鲁棒性。通过仿真算例验证了此方法的有效性。
　　第三、针对传统自适应故障诊断观测器要求误差系统具有严格正实（SPR）条件，研究了自适应故障诊断观测器的适用范围，提出了一种增广故障诊断观测器设计和一种新的自适应故障估计方法，利用LMI和区域极点配置理论求解增广观测器和自适应故障估计参数。通过仿真验证了此方法的有效性。
　　第四、利用MATLAB/simulink建立卫星非线性姿控系统模型，设计NUIO对姿控系统出现飞轮和星敏感器故障进行检测和分离。利用MATLAB/simulink建立线性姿控系统模型，设计增广故障诊断观测器和自适应故障估计算法对姿控系统出现飞轮故障进行估计，通过仿真验证两种方法在卫星姿控系统故障诊断中的有效性。