随着深空探测技术的不断发展，三体平动点的应用潜力和重要地位日益凸显。在平动点建立大型长期在轨空间站，可为行星际航天器提供在轨驻留、在轨维修以及在轨加注等便利条件。然而，由于三体空间特殊的引力环境以及空间站复杂的构型与质量分布特性，对平动点区域的姿态动力学与控制问题提出了新的研究需求。论文以平动点任务为背景，针对带有控制力矩陀螺的大型空间站，研究其姿态动力学与控制问题，主要工作如下：
　　发展了三体平动点的力矩平衡姿态求解方法并揭示了三体空间中的平衡姿态分布规律。1）提出了平动点空间站力矩平衡姿态求解及分析方法；2）对平动点处的力矩平衡姿态进行了求解，并针对空间站构型参数进行了分析；3）揭示了两主天体平面内力矩平衡姿态的个数分布规律，研究发现了位于第二主天体附近的特殊位置点，当空间站满足一定的构型条件时，在该点处具有无穷多个力矩平衡姿态。
　　开展了平动点周期轨道上的空间站初始姿态保持性与自旋稳定性研究。1）分析了平面周期轨道高度及空间站构型参数对姿态稳定性的影响；2）开展了空间站在Halo周期轨道上的姿态运动仿真研究，绘制仿真图谱并进行分析总结；3）针对自旋姿态运动模式，研究了空间站在平动点处、平动点附近周期轨道上的姿态稳定特性，为实际三体环境下的空间站任务提供了姿态运动模式的参考。
　　提出了基于相平面约束条件的平动点空间站姿态运动初值优化方法。1）基于姿态运动相轨迹，分析了姿态运动的稳定性条件，提出了保证姿态稳定运动的路径约束；2）构建了考虑理想姿态的优化目标函数，将姿态初值优化问题转化为最优路径规划问题，提出了基于伪谱法的求解策略；3）对所提出方法的有效性进行了验证，并分析了轨道参数、空间站构型参数对初值优化解的影响；4）添加保证周期回归的事件约束条件，求解得到了单周期、多周期自然姿态周期解。
　　提出了考虑控制力矩陀螺的平动点空间站姿态机动路径规划方法与跟踪控制方法。1）规划了姿态机动时间、陀螺最大角动量最优的姿态机动路径；2）从陀螺的角动量交换能力出发，推导了判断姿态机动路径存在的条件；3）设计了姿态修正与跟踪控制器以及陀螺的前馈操纵律，消除陀螺角动量偏差以及环境干扰带来的影响；4）提出了控制力矩陀螺构型可变的思想并设计了优化策略，根据不同的机动任务优化陀螺构型参数，以适应复杂的姿态机动任务。
　　论文研究发展了三体空间中的力矩平衡姿态求解与分析方法、周期轨道上的姿态运动初值优化方法以及考虑控制力矩陀螺的姿态控制方法，丰富了三体空间姿态动力学与控制问题的研究成果，对平动点大型空间站的姿态预测与有效控制具有重要的理论与实际应用价值。