保持在轨航天器精确可靠的姿态稳定，是当今航天领域一个非常重要的研究课题。航天器姿态动力学是强非线性、强耦合的，且时刻受到参数不确定性和各种外太空干扰力矩的影响；此外，由于自身机械结构安装偏差以及长期在轨操作等导致的执行机构不确定性将会对控制系统的设计精度和性能造成更大的困难，尤其是在同时考虑以上多种因素的情况下。本论文以过驱动航天器姿态控制分配技术为课题展开研究，首先针对存在参数不确定性和外干扰的刚体航天器进行伪控制律设计，继而重点研究控制分配算法将伪控制指令合理的分配到各个执行机构，并考虑其约束条件和不确定性，以期获得更好的控制性能。针对转动惯量未知的航天器姿态控制系统，设计了一种基于反步法的鲁棒自适应控制律作为伪控制律；继而考虑到作为执行机构的反作用飞轮存在冗余特性，提出了一种基于最优二次规划的动态控制分配算法来实现期望指令到冗余飞轮的指令分配，克服传统伪逆法难以考虑飞轮动态特性、最大力矩等物理约束，并能有效的抑制姿态敏感器的测量噪声和测量异常值，可实现控制力矩的光滑平稳性。为了进一步解决存在执行机构安装偏差的航天器姿态控制问题，提出了一类基于自适应反步法的鲁棒滑模控制器设计策略，在实现快速高精度姿态控制的同时，能有效地避免因执行机构安装偏差而引起的不确定性可能导致的奇异值现象。在此基础上，利用对执行机构安装偏差的自适应估计，提出了一种基于能量最优约束二次规划的动态控制分配算法来完成期望指令到执行机构的指令分配，不仅克服了传统伪逆法难以考虑的控制力矩位置和速度约束，而且减少了系统功耗，实现了分配后控制力矩的平稳性和系统能量最优。最后，将提出的控制系统方案应用于某型轮控刚体航天器的姿态稳定任务中，数值仿真结果验证了方案的可行性、有效性及其优越性。