随着航天科技的不斷發展，目前航天器正向複雜化、大型化發展，以實現更高質量的航天任務。複雜航天器大尺寸、大柔性等特點使其軌道、姿态動力學特性更為複雜，因此，通過對控制系統的合理設計，實現對複雜航天器高精度、高穩定性的軌道和姿态指向控制能力，是未來航天任務的重要技術保障。
本課程以複雜航天器的設計方法為研究對象，重點介紹軌道和姿态運動控制的基本原理及控制系統的設計思想和設計方法。課程設有四個章節，包括航天器軌道測量與軌道确定，航天器軌道控制，航天器姿态控制，航天器姿态測量與姿态确定。
圖 1 控制力矩陀螺的構型分析
圖 2 帶有撓性附件的航天器動力學模型
本課程結合比較具體的航天器任務要求，側重于講解複雜航天器的軌道确定方法和軌道控制系統設計，以及用多體系統表征的複雜航天器的姿态測量、确定與控制系統設計方法。通過本課程的學習，學生将能夠對航天器進行動力學建模分析、設計遞歸估計軌道改進方法、姿态鎮定和跟蹤控制律、對複雜的軌道和姿态進行控制設計。同時，本課程将提升學生對航天器系統的數學建模和控制設計能力，使學生具備獨立開展航天器控制系統綜合分析和性能評估、數值仿真等基本素養，為學生後繼進入相關工作崗位或開展課題研究奠定基礎。
