随着航天技术的不断发展,航天器的姿态控制问题引起了国内外专家学者们的广泛关注.本文分别以单个航天器和编队航天器为研究对象,对航天器的姿态控制问题进行了深入的研究,主要完成了以下几方面的工作：介绍了非线性系统一些常用的稳定性定义及理论.并介绍了代数图论的基本概念及跟图有关的矩阵.同时给出了由四元数和修正罗德里格参数描述的姿态运动学方程以及姿态动力学方程.研究了航天器有限时间姿态控制算法.针对航天器姿态机动问题,分别在姿态角速度信息可测量和不可测量的条件下,设计了状态反馈姿态控制算法和输出反馈姿态控制算法,能够保证航天器姿态能够在有限时间内调节到期望姿态.针对航天器姿态跟踪问题,在转动惯量不确定和干扰力矩存在的情况下,设计了滑模姿态控制算法,保证闭环系统有限时间稳定.对所提出的控制算法进行了数值仿真,仿真结果验证了所设计控制律的有效性.研究了编队航天器姿态协调控制算法.针对分布式姿态一致性问题,在有向拓扑结构下,设计了姿态协调控制算法,使得在通信时延存在时航天器的姿态能够达到一致.针对分布式姿态协调跟踪问题,考虑存在干扰和转动惯量不确定性,在有向拓扑结构下,设计了滑模姿态协调跟踪控制算法,能够实现航天器的姿态同步和跟踪.进一步地,针对转动惯量不确定、干扰和通信时延同时存在的情况,在有向拓扑结构下,设计了分布式姿态协调跟踪控制算法.对所提出的控制算法进行了基于Lypunov方法的理论分析,保证了闭环系统的渐近稳定性。同时还进行了数值仿真验证,仿真结果验证了所设计的控制律的有效性。