随着航天任务的不断拓展,对航天技术的需求越来越高。然而,由于太空环境的恶劣以及部件的老化等因素使航天器执行机构难以避免的发生故障,进而会导致整个姿态控制系统发生故障。由此看来,设计姿态容错控制方案,使得航天器在执行机构故障情况下仍能保证可接受的姿态控制性能尤为重要。因此,本文针对航天器姿态容错控制问题,基于非光滑控制理论进行研究,设计有效的容错控制方案,实现执行器故障下的航天器姿态容错控制。论文的主要工作如下:针对执行器故障下的航天器姿态控制系统,设计基于终端滑模观测器的非光滑主动容错控制方案。首先,建立执行器故障下的航天器姿态控制系统的线性模型;其次,设计终端滑模观测器,实现系统状态估计误差的有限时间收敛,并利用“等效输出注入”方法实现对执行器故障的重构;然后,基于终端滑模观测器重构出的执行器故障,结合反步法,设计主动容错控制方案,保证航天器姿态角和姿态角速度误差在执行器故障下渐近收敛到零;最后,通过仿真验证所设计方案的有效性。针对执行器乘性故障（部分失效与完全失效）下的航天器姿态控制系统,设计基于积分终端滑模的非光滑容错控制方案。首先,给出执行器乘性故障下的航天器姿态跟踪数学模型;其次,在执行器不冗余的情况下,考虑部分失效故障的发生,把执行器部分失效故障及执行器饱和、外部干扰当作总的不确定性,提出积分终端滑模容错控制方案,实现航天器姿态跟踪系统的全局渐近稳定;然后,将该方法扩展到执行器冗余且执行器发生完全失效的情况,设计自适应积分终端滑模容错控制器,分别对系统不确定性与执行器故障进行估计;最后,通过仿真验证所设计方案的有效性。针对执行器混合故障（包括乘性故障与加性故障）下的航天器姿态控制系统,设计基于有限时间控制的非光滑容错控制方案。首先,给出执行器混合故障下的航天器姿态跟踪数学模型;其次,在不考虑执行器冗余的情况下,基于加幂积分方法设计容错控制器,使航天器姿态跟踪四元数误差与角速度误差在有限时间内收敛到包含原点的微小邻域内;然后,考虑执行器冗余的情况,设计自适应积分滑模容错控制方案,分别对执行器故障与系统不确定性进行估计,实现航天器姿态跟踪系统的全局有限时间稳定;最后,通过仿真验证所设计方案的有效性。