本文针对固定鸭舵二维修正弹的控制问题,提出了一种姿态控制方案,设计了两种不同的控制方法,并利用这两种方法分别设计了固定鸭舵二维弹道修正弹姿态控制器;同时,为了验证控制器的相关性能,设计了一种控制器半实物仿真平台,对实现固定鸭舵二维弹道修正弹的修正控制以及控制器的半实物仿真具有一定的参考意义。主要工作如下:(1)为了实现对固定鸭舵二维弹道修正弹的控制,提出了一种姿态控制方案,建立了姿态控制模型。首先建立坐标系并分析弹丸所受的力和力矩,然后根据牛顿定律和动量矩定理在弹轴系下推导出弹丸的七自由度模型,以155mm弹丸为对象进行了姿态运动仿真。最后建立了固定鸭舵二维弹道修正弹姿态控制模型,并进行简化分解,给出了本文的姿态控制框图。(2)为了实现对固定鸭舵二维弹道修正弹的姿态角指令的跟踪,采用Backstepping滑模控制方法设计了姿态控制器。首先分析该方法的设计思路,然后将姿态控制模型简化为姿态回路和固定舵回路,分别设计两个回路的控制律,利用Lyapunov函数推导出两个回路的稳定性边界条件,最后基于Simulink进行仿真,仿真结果表明该方法能够实现对姿态角指令的跟踪控制,但是会有抖振。(3)为了减少抖振,提出了一种改进的单向辅助面滑模控制方法,并基于该方法设计了固定鸭舵二维弹道修正弹姿态控制器。首先对单向滑模控制方法进行结构上的改进,然后对姿态角、姿态角速率、固定舵滚转角、固定舵滚转角速率四个回路分别进行控制律设计,最后基于Simulink进行仿真,仿真结果表明单向辅助面滑模控制方法具有较平滑的跟踪效果。(4)为了对控制器的性能进行半实物仿真验证,基于ARM单片机搭建了控制器半实物仿真平台。首先分析了控制器半实物仿真需求,设计了包含弹丸动力学仿真、姿态测量信息模拟、人机交互界面以及ARM控制器的半实物仿真架构,然后设计了相应的上位机软件和嵌入式软件,完成了半实物仿真平台的搭建,最后利用该平台验证了所设计的控制器的相关性能。