时滞现象广泛存在于各类系统中，如机械传动系统、化工过程系统、工业冶金系统、航空航天系统和网络化控制系统等。一方面，时滞的存在可能会导致系统性能变差甚至不稳定，另一方面，巧妙地利用时滞又可以获得某些意想不到的性能，因此时滞问题近年来得到了广泛的关注和研究。Smith预估控制器作为一种经典的时滞补偿方法，能够有效地补偿系统输入时滞，但是其无法应用于原系统非时滞部分不稳定的情形。预估反馈控制器则有效地解决了这一问题，其利用系统当前时刻的状态和过去一段时间的输入来预测系统未来的状态，进而通过反馈补偿系统时滞。然而在许多系统中，状态信息不完全可测或难以测量，这就限制了预估反馈控制器的应用。为了解决这一问题，本文提出了含有多输入时滞的线性定常连续系统的滞后输出反馈(DOF)控制。与其他时滞补偿方法相比，DOF控制最大的特点就是仅利用了系统当前和滞后的输入输出信息，更便于实现。针对DOF控制中分布时滞项数值实现导致的不稳定问题，本文提出了一种基于低通滤波(LPF)的DOF控制。此外，本文还系统地提出了离散系统、时变系统的DOF控制。最后，利用所提理论方法设计了航天器交会系统和三轴磁力矩姿态控制系统的DOF控制，完成了相应的航天器控制任务。本文主要研究工作如下：
　　第1章陈述了本课题的背景意义，并对与课题紧密相关的时滞系统、输出反馈、航天器交会对接、磁力矩姿态控制系统的研究现状进行了综述，概括了本文的主要研究工作。
　　第2章提出了含有多输入时滞的定常连续系统的DOF控制和基于LPF的DOF控制。通过引入一状态变换，先将多输入时滞系统转化为一等价的非时滞系统。由当前和滞后的输入输出信息经系统运动方程构造出等价系统的状态，并用于构成反馈，从而得到了多输入时滞系统的DOF控制。针对DOF控制中分布时滞项数值实现不稳定的问题，本章提出了一种基于LPF的DOF控制。并证明了：总存在一个足够高的数值积分精度，使得基于LPF的DOF控制系统在数值实现后保持稳定。通过构造一增广系统，将LPF的设计问题转化为了状态反馈镇定问题。最后，通过对数值算例的仿真验证了所提方法的有效性。
　　第3章分别提出了含有单输入时滞和多输入时滞的定常离散系统的DOF控制。对于单输入时滞系统，仅由当前和滞后的某些离散点上的输入输出信息经系统运动方程构造出系统未来时刻的状态，并用于形成反馈，从而得到其DOF控制。对于多输入时滞系统，先通过模型降阶方法将其转化为等价的非时滞系统，进而将单输入时滞系统的结论推广到多输入时滞系统。离散DOF控制因不含分布时滞项，有效避免了数值实现问题。此外，本章还提出了状态观测误差重构型的DOF控制，相比基于传统观测器的状态反馈控制，状态观测误差重构型的DOF控制弱化了对观测器自身稳定性的要求，同时对状态的观测(预估)是无差拍的，因而控制系统具有更好的动态性能。对于单输入时滞系统，本章还提出了第二种状态观测误差重构型的DOF控制，在输入输出时滞较大时，可以明显减少控制器计算量。仿真证实本章所提理论方法确实有效。
　　第4章分别提出了具有输入时变矩阵的单输入时滞系统、含有多输入时滞的一般时变连续系统和含有多输入时滞的时变离散系统的DOF控制。对于一般时变连续系统，本章重新给出了其能观性Gram矩阵的定义，并对其非奇异性进行了讨论。针对时变连续系统DOF控制中分布时滞项的数值实现问题，本章提出了一种基于时变LPF的DOF控制，并通过设计含参的时变LPF参数Af(t)和Bf(t)，将LPF的设计问题转换为了一般时变系统的状态反馈镇定问题。针对时变系统难以通过极点配置实现镇定的问题，本章采用了参量微分黎卡提方程(DRE)法和Lyapunov方程法设计反馈增益。采用该方法设计反馈增益，还可以有效地控制输入幅值，避免饱和的出现。此外，本章还利用时变离散系统运动方程，由当前和过去的输入输出信息构造了时变离散系统的DOF控制，有效避免了数值实现问题。
　　第5章是第2章～第4章理论方法在航天器交会和三轴磁力矩姿态控制系统中的应用。首先，本章对航天器交会和三轴磁力矩姿态控制系统进行了运动学和动力学建模，然后根据DOF控制设计需要对其进行了合理的线性化。分别利用第2章～第4章的理论方法设计了交会系统连续DOF控制、离散DOF控制和三轴磁力矩姿态控制系统的DOF控制。仿真结果表明：设计的DOF控制能够较好地完成交会任务和姿态控制任务，同时有效解决了航天器间相对速度难以精确测量的问题，并有效补偿了执行机构和传感器所含有的时滞，避免了执行机构饱和的出现。而且设计的DOF控制对系统结构、参数不确定性、输入时滞不确定性和控制器实现过程中的舍入误差具有较好的鲁棒性。本章内容是本文所提理论方法在航天器控制中的初步尝试，为航天器姿轨控制中某些问题的解决提供了借鉴和参考。