随着国家航天事业的加大投入与发展,各种航天关键技术研究水平日益上升,卫星大型化、挠性结构多样化是大势所趋。采用传统的刚体控制方法难以满足设计要求,甚至会导致系统震荡,造成巨大损失,所以针对大挠性卫星的控制方法研究具有重要研究意义。本文针对挠性振动的姿态机动控制的各个方面展开了研究,研究内容主要包括如下几方面:首先分析了国内外该领域的研究现状,然后针对大挠性卫星挠性部件大、中心刚体较小的特点,给出了采用Hamilton原理的全局模态建模法,建立了被控对象的动力学模型,具有更准确的模型结构;鉴于卫星上安装的振动抑制执行器、传感器对系统的动力学模型有额外影响,又建立了机电耦合模型,实现对动力学模型的补充与完善,得到了大挠性卫星的机电耦合模型。基于上述建立的机电耦合模型,研究了系统参数辨识方法。本文首先研究了基于递归最小二乘法的参数辨识方法,根据实验数据得出统计意义上最准确的参数。但是此种方法在存在过程噪声与测量噪声的情况下误差较大,难以得到准确参数,需要对实验数据进行预处理。因此,本文紧接着研究了卡尔曼滤波,针对工程中常见的测量噪声进行滤波处理,得到了状态量的无偏估计,结合最小二乘法得到无偏的参数估计,采用数值仿真对参数辨识方法进行验证。之后研究了大挠性卫星的多作动器布局优化问题。首先分析了几种布局优化的准则函数,采用可观测性能指标与最小输出能量指标,推导了相应的准则函数,对其物理意义进行分析。接着以这两种准则函数作为适应度函数,在遗传算法的基础上,给出了基于改进遗传算法的作动器布局优化方法,最终得出了相应的作动器最优数量与最优安装位置的安装方案,并仿真验证了算法的有效性。针对大挠性卫星,基于上述研究得到的系统参数模型与作动器安装位置,研究了大挠性卫星的姿态机动控制问题。包括变结构控制与不依赖实际模型的无模型控制。首先研究了含主动振动抑制器的变结构控制,变结构控制鲁棒性强,但考虑到挠性振动的各阶模态状态量无法测量,难以实现常规设计方法所需的全状态反馈,所以本文给出了基于输出反馈的变结构控制方法,并通过仿真证明了控制器对挠性振动的抑制效果,取得良好的机动控制效果。由于理论建模与真实模型必然存在一定差距,本文研究了含无模型控制方法,设计过程不依赖精确的系统模型,避开了系统的未建模特性与非线性模型,最终通过仿真验证了以上方法的有效性。