科学技术特别是航空航天技术的发展,使得现代战场环境变得日益复杂,这就要求未来的战术导弹具有更高的技术指标,以解决诸如目标机动性较大、作战空域变大以及目标超低空飞行等未来战场上出现的一系列问题。导弹自动驾驶仪的任务就是克服导弹飞行过程中遇到的各种干扰,实时准确地对导弹姿态进行控制,使导弹能够快速稳定飞行并精确打击目标。为了提高导弹自动驾驶仪的鲁棒性和抗干扰性,以及跟踪能力,论文主要研究内容如下:通过对导弹进行受力分析,在耦合的情况下建立导弹的运动学与动力学方程,得到更接近于实际的导弹数学模型,在弹道特征点上对导弹模型进行解耦和线性化,得到各个通道的数学模型;利用模糊控制理论设计了模糊PID控制自动驾驶仪;采用模糊和变论域理论设计了变论域模糊PID控制自动驾驶仪;通过求解线性矩阵不等式(LMI)设计了状态反馈H∞控制自动驾驶仪。考虑飞行过程中的干扰、气动参数摄动,在更接近于实际的情况下对所设计的三种自动驾驶仪的控制性能进行对比研究。从仿真结果看,三者皆能实现对导弹制导指令的有效跟踪。其中,基于线性矩阵不等式的状态反馈H∞控制设计的导弹自动驾驶仪,对系统模型无须过多的限制条件,通过求解器feasp求解线性矩阵不等式即可得到控制器。而且该自动驾驶仪在指令跟踪时的动态响应速度快,对气动参数摄动和导弹飞行过程中遇到的干扰具有较好的抑制作用,更适合于导弹的姿态控制。针对耦合情况下建立的导弹数学模型,将通道间的耦合作为干扰,通过求解线性矩阵不等式(LMI)设计了三通道状态反馈H∞控制自动驾驶仪,并搭建全耦合状态下的三通道仿真模型,进行仿真研究。结果表明所设计的状态反馈H∞控制自动驾驶仪能够实现对导弹制导指令的有效跟踪,满足BTT导弹的控制要求。综上所述,对比模糊PID控制、变论域模糊PID控制和状态反馈H∞控制,对干扰多、参数变化大的导弹飞行控制,状态反馈H∞控制导弹自动驾驶仪能够取得更好的控制效果。