摘要
为了在现代的高科技战争中拥有技术优势，空战目标的机动性能力日益增强，对空空导弹的机动性、灵活性提出了更高的要求。因此，自动驾驶仪的设计对保证空空导弹的作战能力具有重要意义。
本论文简要介绍了空空导弹及其制导控制技术的发展现状，学习了导弹制导系统的基本工作原理。为建立导弹数学模型，定义了常用坐标系及其转换矩阵，分析了作用在导弹上的力和力矩，推导了导弹动力学和运动学方程，基于小扰动原理得到了描述导弹运动的传递函数和状态空间模型。
在学习经典三回路控制结构原理的基础上，推导了解析设计方法，对控制系统的参数进行设计，在Matlab/Simulink下对所设计的空空导弹自动驾驶仪进行了仿真及验证，通过分析仿真后的数据和结果，所设计的自动驾驶仪可以快速响应过载控制指令，能够消除偏差，控制效果较好。
关键词：空-空导弹，自动驾驶仪，经典三回路控制结构
Abstract
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KEY WORDS：air-to-air missile，the autopilot，three loop control structure
目录
第一章 绪论1
1.1 选题背景与意义1
1.2 空空导弹及其制导控制技术的发展现状与趋势1
1.2.1 空空导弹发展现状与趋势1
1.2.2 导弹制导技术的发展现状与趋势3
1.3 论文的主要工作与章节安排6
第二章 导弹制导控制系统基础7
2.1 制导控制功用和组成7
2.2 制导控制系统分类8
2.3 对制导控制系统的要求10
2.3.1 制导控制系统的要求10
2.3.2 空空导弹制导控制系统的新要求及新方法12
2.4 自寻的制导控制系统15
2.4.1 自寻的制导控制系统原理及组成15
2.4.2 制导误差信号及制导信号的形成16
第三章 空空导弹数学建模19
3.1 常用坐标系及坐标系之间的关系19
3.1.1 常用坐标系19
3.1.2 坐标系之间的关系20
3.2 导弹运动学建模21
3.2.1 作用在导弹上的力与力矩21
3.2.2 导弹动力学方程23
3.2.3 导弹运动学方程24
3.2.4 导弹的质量方程25
3.2.5 操纵关系方程25
3.2.6 导弹运动学模型26
3.2.7 STT控制线性方程组28
3.3 弹体运动的状态空间表示和传递函数表示29
3.3.1 弹体运动的状态空间表示30
3.3.2 弹体运动的传递函数表示31
第四章 典型结构过载驾驶仪的解析设计方法34
4.1 经典三回路驾驶仪极点配置设计34
4.2 经典三回路驾驶仪的解析设计方法 35
4.2.1 以开环穿越频率为约束的解析设计方法35
4.2.2 直接的解析设计方法37
第五章 空空导弹自动驾驶仪仿真及验证40
5.1 空空导弹自动驾驶仪设计40
5.1.1 俯仰偏航通道自动驾驶仪设计40
5.1.2 滚转通道自动驾驶仪设计40
5.2 控制系统参数的设计及仿真41
参考文献47
致谢49
毕业设计小结50
