为确保航天器在轨可靠运行，通常采用执行机构硬件冗余的控制系统设计方案，在此情况下期望控制量的分配方案并不唯一，采用预先制定分配列表等传统方式已难以满足上述需求。控制分配方法能够将期望控制量在冗余执行机构之间进行动态分配，使执行机构实际输出尽可能与期望控制量相一致，为过驱动航天器执行机构的动态分配提供了一条有效解决途径。本学位论文对动态控制分配方法以及在航天器和航天器编队控制中的应用问题进行深入研究。　　针对推力器冗余配置的过驱动航天器，在建立推力动态分配数学模型基础上，提出了一种基于效率矩阵零空间的修正伪逆控制分配法，该方法利用效率矩阵的零空间向量以及其修正参数实现对不满足推力器输出约束的初解修正，给出满足约束要求的推力分配结果，分析了应用修正伪逆法的姿态控制系统稳定性，并探讨了推力动态分配的修正伪逆法在航天器轨道姿态一体化控制问题中的应用，解决了不同约束下的轨道姿态一体化控制过程中期望控制力/力矩动态分配问题。最后，通过数学仿真验证了所提出的动态推力分配算法的可行性和有效性。研究为航天器推力器的轨控和姿控共用、有效降低航天控制任务燃消提供了一条可行技术途径。　　航天器编队任务寿命很大程度上依赖于所携带的燃料，尤其是受限于燃料消耗最大的航天器寿命，需要在编队协同控制中考虑燃料平衡问题。为此，分析了控制分配方法在解决编队燃料平衡问题中应用的可行性，提出了基于控制分配的考虑燃料平衡的编队最优控制算法。采用拉格朗日乘子法分别求解了双星编队和三星编队燃料平衡最优控制问题，并针对控制能力限制对最优算法进行了修正。最后采用数学仿真验证了燃料平衡最优控制算法的可行性和有效性。该研究成果能够有效解决编队航天器间燃料平衡、控制能力匹配等问题，进而延长航天器编队在轨寿命。　　反作用飞轮是卫星高精度姿态控制的重要执行机构，为确保控制系统的可靠性，常采用由3个以上飞轮构成的冗余配置方案。针对具有3个以上飞轮的过驱动卫星，将基于零空间的伪逆控制分配方法应用于期望控制力矩动态分配问题，提出了相应的控制分配算法。利用控制分配环节所提供的设计自由度，分别设计了力矩优化、能耗优化及力矩/能耗混合优化等模式下的动态控制分配算法。并考虑飞轮非线性动力学影响，进行了动态控制分配算法的非线性修正。最后，通过数学仿真验证了该算法的有效性。基于该方法，通过增加不同约束和目标，能够实现抑制敏感器噪声和敏感器野值等对控制性能的影响、降低飞轮功耗等目标。　　利用反作用飞轮、磁力矩器和推力器等异构执行机构实现卫星控制系统的“潜冗余”，能够在保证系统可靠性的前提下，减少星上执行部件数量，降低整星重量、成本和功耗等。为此，提出了基于控制分配方法的联合姿态控制方案。针对反作用飞轮和磁力矩器联合控制问题，分别推导了最大磁控力矩和能耗最优等控制力矩分配算法，并针对飞轮故障时的联合控制，推导了故障模式下的控制分配策略和磁卸载算法。针对小卫星大角度姿态快速机动与高精度稳定动态控制分配问题，提出了一种基于推力器和飞轮联合控制的快速机动与高精度稳定动态控制分配策略。所提出的联合控制方法为异构执行机构冗余的过驱动卫星控制系统设计提供参考，也为在轨卫星故障处理对策的制定提供了技术支持。