航天器作为各国大力发展的空间飞行器,在军事与民用领域发挥着日益重要的作用。为实现节省燃料、增加在轨运行时间的控制目标,航天器结构逐渐由轻质材料替代,但该材料会引起较大柔性附件（如太阳能帆板、天线等）振动问题;同时,由于液体燃料晃动与重力梯度、太阳光压等外界环境干扰,导致航天器系统呈现强非线性、强耦合特点。此外,受执行机构与测量元件影响,航天器在姿态控制中会存在控制输入约束、角速度不可测等问题,降低控制性能,甚至破坏控制系统稳定性。因此,本文围绕该课题,以实现航天器快速高精度姿态控制为目标,对柔性振动与姿态控制问题展开研究。本文主要研究内容如下:首先,针对输入约束下复杂航天器柔性振动与姿态控制问题,设计反正切函数面,保证复杂航天器四元数快速收敛;将柔性振动、液体晃动与外界干扰作为综合不确定,提出基于补偿有限时间姿态控制器,保证对综合不确定的估计与补偿;进一步地,通过在超螺旋滑模控制器基础上加入反馈项,设计饱和超螺旋滑模补偿控制器,实现输入约束下有限时间高精度姿态控制。其次,由于将柔性振动作为不确定控制方法为被动解决振动的方法,柔性振动仍存在,为实现柔性振动主动抑制,提出改进输入成形器与自适应连续终端滑模控制器综合控制方法。考虑输入成形器存在脉冲序列作用时间与鲁棒性的矛盾,提出快速鲁棒输入成形器,实现柔性振动快速有效抑制;提出二阶自适应连续终端滑模控制器,该控制器在不需要干扰高阶导数信息情况下,实现有限时间高精度姿态控制。再次,为避免输入成形器作为前馈滤波引起的时延问题,提出基于正位置反馈控制器-角速度观测器-终端滑模控制器的综合控制方法。通过辨识柔性振动频率,设计正位置反馈方法抑制柔性振动;设计角速度观测器,避免四元数二阶导数有界或半全局有界等假设,实现角速度有限时间估计;基于角速度估计值,通过在控制器中加入四元数估计误差反馈项,设计终端滑模控制器,减少角速度估计系统对姿态控制精度的影响,实现角速度不可测下柔性振动抑制与姿态控制。最后,考虑正位置反馈方法基于智能材料,会增加航天结构复杂度,进一步提出柔性振动观测器-干扰观测器-状态反馈控制器综合控制方法。综合设计柔性振动观测器与干扰观测器,实现柔性振动与综合不确定有效估计;基于柔性振动与综合不确定估计值,将柔性振动做为状态量,设计基于状态反馈姿态控制器,实现在不加入压电材料的情况下,实现柔性振动抑制与快速高精度姿态控制。