本论文以天基红外系统中的预警卫星为研究对象,考虑系统中的不确定性,为实现凝视相机对弹道导弹的快速、高精度自动跟踪指向控制,同时为了补偿扫描相机产生的干扰力矩,设计了前馈+H∞回路成形的复合控制方案。本文利用拉格朗日法建立了预警卫星系统的动力学模型,针对预警卫星系统的建模与干扰带来的不确定性,运用H∞回路成形理论设计星体姿态控制器,并利用μ分析方法研究了控制器的鲁棒稳定性。数学仿真表明,所设计的H∞回路成形控制器不仅具有鲁棒稳定性,而且控制精度高、控制效率高。在研究凝视相机对弹道导弹跟踪规律的基础上,分析了预警卫星凝视相机的工作模式,设计了凝视相机指向控制方案,在建立了基于DQ变换的凝视相机线性动力学模型的基础上,设计了H∞回路成形状态反馈控制器,并研究了控制器的鲁棒稳定性。通过仿真验证了本文设计的凝视相机跟踪指向控制能够对目标进行快速准确跟踪。针对预警卫星扫描相机的扫描运动会对系统产生周期性扰动的问题,基于动量守恒定理,设计了补偿扫描相机干扰力矩的前馈控制器,研究了预警卫星前馈+H∞回路成形的复合控制方案。仿真结果表明,所设计的前馈+H∞回路成形的复合控制方案不仅具有鲁棒稳定性,而且能够有效补偿扫描相机运动产生的扰动,能够实现凝视相机对目标的快速、高精度自动跟踪指向。