系绳卫星为当今空间科学领域研究的一大主流方向。系绳卫星系统动力学建模和系绳展开与回收控制问题为现阶段系绳式卫星研究中存在的两大难题。本文针对于系绳式卫星展开和面内机动转移过程进行了动力学建模与系绳稳定控制方法研究,主要包含以下几个方面:充分调研并分析总结现有解决方案中依旧存在的不足,充分了解当前绳索建模理论的最新研究成果以及现代控制理论在该领域的应用前景,明确系绳卫星动力学建模方法及其收放控制算法研究的重要性和必要性;基于绝对节点坐标方法(ANCF)的梁单元基础理论,推导出考虑绳索单元边界具有质量流动情况下的可变长度柔索单元模型,结合卫星刚体动力学模型,推导出能够准确反映系绳的动力学行为特性的含变长度长系绳的系绳卫星动力学模型;为研究系绳展开与回收过程的稳定控制问题,给出系绳卫星系统的“哑铃模型”作为控制系统分析平台,并对其进行无量纲化处理,得到系绳卫星的归一化模型;通过对系绳重力梯度下被动展开和稳定过程仿真分析,研究了系绳卫星系绳展开与稳定过程的动力学行为特性。然后针对机动转移过程中母星推力、两星相对速度、子星相对姿态、系绳初始状态等因素进行了动力学仿真,定性的给出了各因素对系绳稳定性的影响结果;对系绳以匀速、加速、变加速展开过程进行仿真,分析三种基本展开方式下系绳稳定状态;使用高斯伪谱法优化设计满足控制约束条件的系绳展开轨迹,并基于滑模控制理论实现对系绳最优轨迹的跟踪,得到能够有效抑制系绳摆角的展开控制率;针对系绳卫星面内机动转移过程,首先根据时间-能量最省原则设计拖曳转移轨道;然后考虑系绳卫星控制系统仅有系绳张力单一控制量,基于分层滑模控制思想设计包含欠驱动状态量的控制率,使得系绳通过收放改变自身长度来控制状态变量完全收敛;最后对系绳卫星机动转移过程进行仿真及验证。