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为实现导弹的机动飞行,提升弹头突防和攻击性能,可采用变质心控制方法,即通过移动弹体内的若干滑动质量块来改变弹体质心,从而利用气动配平力矩调整导弹飞行的速度和姿态。此种控制方法具有气动外形简单、控制效率高、响应速度快等优点。鉴于变质心导弹是一个含有多个变量,并且各变量间存在很强的耦合作用的非线性系统,因此,为变质心导弹系统寻求一种先进的控制方法正受到广泛的关注。本文就是采用能量成型控制方法对变质心导弹系统进行研究。以内部含有三个滑动质量块的变质心导弹为研究对象,将导弹壳体与内部滑动质量块看成是一个刚体与质点系组成的多刚体系统,采用凯恩方法完整的建立了变质心导弹的动力学方程和运动学方程,并推导出了导弹的九自由度非线性动力学模型。采用端口受控哈密顿方法建立变质心导弹系统的模型是一种全新的建模方法。根据系统所具有的能量确定系统的哈密顿能量函数。选取系统的端口变量,并根据系统的端口输入输出变量,设计得到变质心导弹系统的端口受控哈密顿模型。该模型的建立为研究变质心导弹能量成型控制策略奠定了基础。端口受控哈密顿模型具有明确的物理意义,并且符合变质心导弹系统能量转换的本质规律,使能量成型控制策略的设计更为清晰直观。对变质心导弹系统新的非线性控制方法——能量成型控制策略进行了研究。根据变质心导弹的控制目标设定了系统期望的平衡点,并由期望平衡点确定了系统的期望平衡点状态,求解出系统的能量平衡方程,得到基于能量的变质心导弹系统的控制律。本文运用Matlab/Simulink对变质心导弹的能量成型策略进行了仿真分析。仿真结果中导弹很好的跟踪上了目标,从而验证了能量成型控制策略的有效性,适用于非线性变质心导弹系统。