敏捷卫星姿态控制系统贯穿于卫星任务整个过程,是卫星系统的重要组成部分,特别是姿态容错控制系统,直接决定了敏捷卫星的性能。对传统的姿态控制系统、控制器和分配算法进行改进,设计了卫星姿态容错控制算法,能够实现敏捷卫星姿态控制、准确输出作用力矩,达到故障情况下卫星姿态的快速机动和高精度稳定的目的。本文对敏捷卫星姿态容错控制系统进行了深入研究,重点解决了敏捷卫星姿态控制系统的建模问题、敏捷卫星姿态容错控制器设计问题、敏捷卫星典型执行机构配置的控制分配算法设计问题,具体工作如下:针对卫星姿态建模问题,对卫星姿态误差和卫星姿态控制系统故障进行研究分析,推导了卫星姿态动力学模型,包括卫星姿态误差动力学模型,卫星姿态故障动力学模型。针对轮控卫星飞轮故障、敏捷卫星执行机构故障、敏感器故障、执行机构和敏感器同时故障设计了相应的容错控制器,实现了卫星控制系统在故障情况下的短时间姿态快速机动、该精度姿态稳定的控制。并从理论和仿真结合的角度验证了控制器的稳定性。针对同类执行机构和异类执行机构的典型配置方案,设计了相应的控制分配算法,实现了控制器输出力矩的合理分配,保证了敏捷卫星姿态控制系统的力矩输出,避免了执行机构进入奇异,以及在执行机构在奇异面内时能够实现奇异面逃离,好的执行机构控制分配算法能够在一定程度上降低敏捷卫星姿态控制系统的故障概率。并用数学仿真验证了控制分配算法的有效性。最后编写了敏捷卫星姿态容错控制软件系统,根据姿态控制系统的工作流程,设计了软件结构框图,并设计了软件流程图和数据流,验证了整个卫星姿态容错控制系统的正确性和有效性。