本文的主要研究内容为永磁动量球的自抗扰控制,采用欧拉角描述转子姿态,在永磁动量球进行大角度机动时存在奇异问题。为了解决这一问题,本文采用四元数描述永磁动量球转子姿态,结合四元数微分与刚体转动定律,推导得到了永磁动量球的动力学模型。现有文献通过有限元仿真获得单个永磁体与单个定子线圈的受力情况,并通过累加的方法得到永磁动量球的转矩模型。本文利用球谐函数可以进行直接旋转变换的特点,采用球谐函数来描述永磁动量球的转矩模型。本文采用位置电流双闭环控制,位置环采用自抗扰控制,用于克服系统模型误差、摩擦力矩引起的干扰。电流环用比例积分控制,电流误差较大时,比例环节起主要作用,使电流能够跟踪给定电流;在系统稳定状态下,积分环节占主导作用,消除了静态误差,减少了系统抖动;将电流整定为一个小惯性环节,以改善永磁动量球系统的动态性能。最后,针对卫星凝视问题,分析了卫星凝视地面时卫星的预期姿态。采用永磁动量球作为卫星姿态的控制装置,建立了永磁动量球的控制力矩与其广义角速度之间的数学关系。然后建立了基于永磁动量球的卫星姿态动力学模型,并针对永磁动量球设计了二阶自抗扰控制器实现永磁动量球稳定跟踪速度给定;设计了一种基于干扰观测器的比例微分控制器,实现了卫星的凝视任务。