随着军事技术的快速发展,对战术导弹的精准化、小型化、低成本化的要求越来越高。旋转弹具有控制结构简单、成本低、抗干扰能力强的优点,全捷联导引头具有体积小、成本低、末端精度高的优点,二者均顺应了战术导弹的发展趋势,对全捷联导引头应用于旋转弹的研究受到广泛关注和重视。本文以采用全捷联激光导引头末端导引的旋转弹为研究对象,对旋转弹全捷联导引算法进行了研究,对旋转弹控制系统进行了设计。全捷联导引头只能获取基于弹体坐标系的视线角测量信号,无法直接运用于旋转弹的末制导规律,而且导引头上的光学和电子系统具有较大的测量噪声和干扰,因此,需要对导引头制导信息进行滤波估计。本文针对旋转弹的全捷联式激光导引头,建立解耦的惯性视线角速度非线性数学模型,并采用扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波对制导信息进行估计,然后采用MATLAB语言编写数学仿真程序,通过数学仿真验证比较两种滤波方法的滤波效果。在旋转弹全捷联导引头惯性视线角速度估计完成后,对旋转弹俯仰和偏航通道进行过载自动驾驶仪设计。首先根据旋转弹动力学与运动学关系,建立了旋转弹的弹体运动数学模型,推导出旋转弹的弹体传递函数,然后分别采用经典PID控制方法和模型参考自适应控制方法完成旋转弹过载自动驾驶仪的设计,并且采用舵机相位补偿法削弱旋转弹俯仰和偏航通道的交连耦合问题,运用Simulink仿真工具建立了数学仿真模型,对自动驾驶仪设计结果进行了仿真验证。最后将旋转弹捷联导引算法和控制系统设计结果结合起来,建立了旋转弹全弹道仿真模型,通过全弹道数学仿真,验证了UKF和EKF滤波估计算法用于旋转弹制导的有效性及制导效果。