姿态控制技术是大型捆绑火箭研制中的关键技术之一。论文以我国新型捆绑火箭为研究背景,从姿态动力学建模、控制器设计、复杂三维空间弹性振动和发动机振动对姿控系统的影响分析等四个方面系统研究了大型捆绑火箭的姿态控制问题,全文主要内容如下:1总结分析了传统捆绑火箭姿态动力学模型的特点和存在的局限性。在详细给出其姿态动力学模型和模态数据使用方法的基础上,分析了模型的特点及其对传统捆绑火箭适用性的原因,以及模型的局限性。2建立了大型捆绑火箭的通用姿态动力学模型。1)以含任意个助推、贮箱和发动机的捆绑火箭作为研究对象,基于多柔体系统动力学理论,采用真-伪坐标形式的Lagrange方程推导了捆绑火箭的非线性全量动力学模型,经适当简化和线性化后,得到了通用小偏差姿态动力学模型;2)将该模型应用于某新型捆绑火箭,得到了该火箭的小偏差姿态动力学模型并验证了模型的正确性;3)基于新模型详细分析了刚体运动、液体晃动、箭体弹性振动和发动机振动之间的耦合关系,比较了新模型和传统捆绑火箭姿态动力学模型的区别。3提出了基于逆Nyquist阵列法的捆绑火箭姿态控制器设计方法。1)基于对角优势理论分析了姿控系统三通道之间的耦合程度;2)采用逆Nyquist阵列法进行了姿控系统设计,并通过变系数时域仿真验证了控制器设计的有效性;3)基于三通道间耦合特性分析结果,给出了一种适合进行单通道频域控制器设计的三通道简化姿态动力学模型,并分析了这种简化模型的合理性。4研究分析了复杂三维空间弹性振动对姿态控制系统的影响。基于建立的新模型,选择传统分析中没有考虑的四个新问题进行了研究:1)助推器局部变形明显的三维模态对姿控系统的影响;2)捆绑火箭三维模态纵向分量对姿态控制系统的影响;3)过载对姿态运动和箭体弹性振动的影响;4)火箭刚体运动与弹性振动之间的惯性耦合对姿态控制系统的影响。5研究分析了发动机振动对捆绑火箭姿态控制系统的影响。1)分析了发动机振动方程的两个特点,研究了发动机振动对控制器设计方法的影响并对模型进行了简化;2)研究了发动机振动对姿态控制系统的影响,特别是对箭体弹性振动稳定性的影响,基于简化模型对发动机振动与箭体弹性模态的动力学耦合共振机理进行了理论分析;3)研究了引起系统不稳定的发动机谐振频率边界计算问题,给出了计算方法,以某新型捆绑火箭为例计算了发动机谐振频率边界并用时域仿真验证了结果的正确性,分析了阻尼比对不稳定谐振频率边界值的影响。论文拓展了运载火箭姿态动力学建模方法和控制器设计方法,深入分析了捆绑火箭复杂三维弹性振动和发动机谐振对姿控系统的影响,论文建立的姿态动力学模型以及得出的相关结论对我国新型捆绑火箭的研制具有一定的应用价值。