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现代战场环境的日益复杂对战术导弹的技术指标提出了更高的要求,为了适应未来战争的需要,战术导弹需要解决诸如对付大机动飞行目标、大空域的作战拦截、对超低空目标的拦截等未来战争中出现的问题。因此,控制技术方面就要进一步提高导弹的机动能力和制导精度,更好地协调快速性与稳定性之间的矛盾,提高导弹的可靠性和抗干扰能力。本文利用扩张状态观测器(Extend State Observer)理论、Backstepping控制理论和滑模控制理论设计BTT导弹自动驾驶仪,使BTT导弹在不同的状况下能够满足跟踪性能指标。本文研究的主要工作有以下几个方面:(1)研究BTT导弹数学模型。利用四元素方法建立BTT导弹自动驾驶仪模型,这样就能避免在某些角度时,自动驾驶仪的运动学方程中出现奇异。针对Backstepping控制方法形式上的特点,把用四元素表示的导弹自动驾驶仪运动学和动力学模型变换为适合Backstepping算法的形式。(2)针对BTT导弹非线性动力学模型受持续周期性外部干扰的情况,利用扩张状态观测器对干扰进行观测。ESO实际起到了一种前馈补偿的作用,和其他的观测器相比,它不仅能将干扰观测出来,还能观测原系统的状态。它可以把观测到的干扰直接用于控制律中,并且具有收敛速度快、算法简单等特点。另外,Backstepping算法是建立在李雅普诺夫函数上的,所以设计的基于ESO的Backstepping控制器具有较好的稳定性。(3)导弹在空间运行时,不仅会受到各种干扰的影响,还有参数不确定性情况的存在,这有可能使导弹的姿态不能够按期望的轨迹运行。滑模控制理论对外部干扰和内部参数摄动具有“不变性”,鉴于滑模和Backstepping控制理论各自的优缺点,针对所述情况,设计基于ESO的滑模Backstepping控制器进行仿真。结果表明,本文所设计的基于ESO的滑模Backstepping自动驾驶仪,具有较好的稳定性和鲁棒性。