随着空间在轨服务技术的发展,捕获非合作目标后的位姿控制已成为一个重要的研究领域。在捕获非合作目标后,服务航天器的结构布局和参数发生剧烈突变,使形成的组合体航天器动力学具有强耦合非线性和强不确定性,同时,控制系统的执行结构在组合体航天器中处于配置未知状态,这些都给捕获后组合体航天器的控制带来了极大的挑战。此外,由于非合作目标的质量特性未知,服务航天器在轨捕获后引起自身质量特性突变,使组合体航天器的质心、质量和惯量矩阵具有不确定性,严重影响了后续空间任务的顺利完成。空间环境中还存在多种摄动力和干扰力矩,进一步增加了组合体航天器运动的不确定性。在这种情形下,研究捕获后组合体航天器的位姿联合控制问题就具有巨大的挑战性和重要的工程实际意义。本文以组合体航天器空间近距离操作任务为研究背景,对具有惯性参数辨识的位姿联合控制进行研究,主要内容包括:建立了组合体航天器相对位姿耦合动力学模型。采用修正罗德里格参数描述航天器姿态,并建立了相对姿态动力学模型。然后基于二体问题基本方程,在本体坐标系中建立了相对位置动力学模型。并以推力器作为执行机构,提出了一种全驱的配置方案。在此基础上,联立得到组合体航天器的相对位姿耦合动力学模型,并对位置与姿态运动之间的耦合关系进行了分析。研究了需要满足持续激励条件的具有参数辨识能力的位姿联合控制问题,并为组合体航天器提出了三种有限时间跟踪控制律。在没有外界干扰的情况下,通过引入一组一阶滤波器和辅助变量,得到参数估计误差表达式,并给出了参数辨识应满足的充分条件。在此基础上,结合自适应Backstepping方法,提出了一种自适应有限时间跟踪控制律。为了避免抖振现象和保证控制器的连续性,利用sig函数提出了一种改进的连续的位姿联合有限时间跟踪控制律。此外,针对存在外部干扰的情况,为了便于分析将干扰通过一阶滤波器得到相应的虚拟滤波值,并在已知干扰上界的假设下,提出了一种具有鲁棒性能的位姿联合控制律。在跟踪特定参考信号的条件下,这三种控制律均无需惯性参数的先验知识,能够在有限时间内实现位姿轨迹跟踪以及质量和转动惯量辨识。仿真结果验证了所提三种控制律的有效性。为了减少不必要机动而造成的能量损耗,针对没有外界干扰的情况,研究了无需持续激励的具有惯性参数辨识的位姿联合控制问题。首先将动力学方程转换为未知参数的线性表达式,基于并发学习的思想,依据一定的数据选取准则存储瞬时数据,并通过构造矩阵给出了参数辨识所需的秩条件,然后同时利用存储数据和当前数据提出了一种有限时间并发学习自适应律。在此基础上,结合自适应Backstepping方法,为组合体航天器设计了一种并发学习有限时间自适应跟踪控制律,无需持续激励和惯性参数的先验知识,能够在常规的任务机动中同时实现位姿轨迹跟踪以及质量和转动惯量辨识的有限时间收敛。数值仿真验证了所提控制律的有效性,且系统的收敛性能得到明显改善。考虑到外部干扰的影响,研究了无需持续激励的具有惯性参数辨识的鲁棒位姿联合控制问题。作为一种常见的影响航天器运动的不确定因素,外部干扰在大多数惯性参数辨识研究中被忽略。针对这一情况,根据已知外部干扰的不同信息提出了两种并发学习有限时间自适应控制律:一种是基于干扰边界已知的假设进行设计;另一种则假设外部扰动可以转换为已知非线性函数的未知线性组合,对干扰参数与惯性参数一同辨识。并针对这两种情况,分别给出了无需持续激励的惯性参数辨识的充分条件。这两种控制律均无需质量和转动惯量的先验知识,且使用Lyapunov方法证明了闭环系统的收敛性。仿真结果表明,这两种控制器均能在外部干扰存在的情况下,使组合体航天器在有限时间内同时实现位姿轨迹跟踪以及质量和转动惯量辨识,并且在充分利用外部干扰的已知信息后,提高了参数辨识的精度。最后,研究了在存在未知常值外部干扰的情况下,能够辨识全部惯性参数的鲁棒位姿联合控制问题。值得指出的是,质心位置存在于控制系数矩阵中增加了控制器设计的难度,目前还没有采用自适应控制方法实现航天器全部惯性参数辨识的研究成果。本文首先利用定义的线性算子分离出质心坐标,并定义一个包含所有未知参数（质心、质量、转动惯量和常值干扰）的未知向量,然后将系统方程转换为未知向量的线性形式。随后基于并发学习的思想选取和存储数据,提出了保证数据丰富性的充分条件。在此基础上,利用控制输入矩阵总是可逆的且与质心位置无关这一特性,结合自适应Backstepping方法,提出了一种并发学习自适应跟踪控制律。在无需惯性参数先验知识的情况下,保证了位姿轨迹跟踪和惯性参数的全局指数收敛,并且首次采用自适应控制方法实现了包括质心在内的全部惯性参数辨识,并同时估计了外部干扰。