卫星姿态控制系统是一个多输入多输出、耦合的不确定非线性系统。卫星姿态控制领域中普遍存在着几大类实际问题——转动惯量的参数不确定性问题、干扰力矩的抑制问题、控制输入饱和问题以及输出反馈控制问题。干扰和参数不确定性的存在使得卫星姿态控制问题进一步复杂化。为了完成姿态控制任务,需要所设计的控制律具有较高的鲁棒性以及参数自适应能力。本文就是在这种背景下,从理论和应用两个方面对卫星姿态控制系统的鲁棒自适应控制算法进行了深入的研究,提出了同时解决若干问题的方案。主要完成了以下几个方面的工作:针对存在惯量矩阵不确定性和干扰力矩的卫星姿态跟踪问题,在已建立的刚体卫星姿态动力学模型基础上建立了刚体卫星误差动力学模型,然后给出两种鲁棒自适应控制算法。第一种算法是一种基于线性滑模的自适应控制算法,第二种算法是一种基于非线性滑模的自适应控制算法。两种控制算法均能保证闭环系统的全局渐近稳定性,即误差四元数与角速度误差渐近收敛到零平衡点,均能对卫星的惯量矩阵参数进行自适应辨识,均对有界干扰和惯量参数的变化具有鲁棒性。其中第二种控制算法采用了反正切函数,避免了传统的符号型滑模控制中固有的抖振问题,保证了良好的姿态跟踪性能。针对存在控制输入受限,惯量矩阵不确定与干扰力矩的卫星姿态跟踪问题,设计了一种动态可调参数的自适应滑模控制算法,可以保证闭环控制系统的全局渐近稳定性和控制输入受限的要求。该控制算法是一种模型独立的控制方案,不依赖于卫星的转动惯量参数,能够有效地抑制有界干扰,对有界干扰和惯量参数的变化具有鲁棒性。针对存在惯量矩阵参数不确定性和干扰力矩的无需角速度反馈的卫星姿态跟踪控制问题,在已建立的刚性卫星姿态非线性误差动力学模型基础上建立了Euler-Lagrange误差模型,然后设计了滑模自适应控制算法。通过构建动态滤波器从姿态输出中获得角速度信号实现了输出反馈控制。该控制算法能够自适应辨识卫星未知的惯量矩阵参数,完成渐近的姿态跟踪,同时能够有效地抑制干扰,对有界干扰和惯量参数的变化具有鲁棒性。