现代战争对制导炮弹的飞行控制性能提出了更高的要求,而自旋制导炮弹本身是一个复杂的非线性时变模型,给飞行控制设计带来了困难。本研究针对自旋制导炮弹飞行过程中具有飞行空域大、强耦合和参数大范围时变特点,研究了其鲁棒自适应控制问题。建立了自旋制导炮弹六自由度运动学模型,利用“小扰动”和冻结系数法,得到了弹体的传递函数。对炮弹弹体的动态特性进行了分析,并采用PID和专家PID为制导炮弹设计了过载自动驾驶仪,仿真结果表明基于专家PID的过载自动驾驶仪响应速度更快,且能够在线调整PID参数值,具有较好的鲁棒性和自适应性。研究了自旋制导炮弹非线性控制系统设计方法,基于反步设计方法为炮弹设计了双通道非线性控制器,并在matlab/simulink环境下对其进行了仿真,理论分析和仿真结果均表明,该算法能够处理系统的非线性特性,并且具有一定的鲁棒性,但是在推导过程中会带来“项数膨胀”问题,因而在反步设计中加入了一阶低通滤波器给予消除,降低了控制器的复杂度,同时通过参数适应律在线估计不确定气动参数以进一步增强系统的鲁棒性。仿真表明,在气动参数不确定和外界干扰的条件下,该控制器具有较好的跟踪性能。传统的参数自适应律是通过在Lyapunov函数的微分式中消除含有未知参数项来得到,仅能确保参数估计误差有界且趋于一个未知的常数,可能会引起闭环控制系统短暂的非期望响应,故本文采用系统浸入与流形不变自适应算法(I&I)来改善参数估计器的性能,在设计过程首先构造气动参数估计误差函数的流形,然后通过控制律和参数适应律使得该流形不变且吸引,并通过参数估计误差的渐近稳定和指数收敛特性来保证参数估计器对不确定参数的自适应估计。该算法突破了传统的确定性—等价性原理,参数估计器的设计也不再需要构造Lyapunov函数。建立了自旋制导炮弹全状态可测的非线性过载模型,提出了一种自适应鲁棒控制器设计方法,在有效利用已有信息的条件下,放宽了对系统不确定性的要求,仿真结果表明该方法能够有效的克服外界干扰,控制效果较为理想。