当前,随着武器科学技术的迅速进步,人类战争已经进入了高科技时代。现代高技术战争中,导弹是标志性的精确制导武器。随着导航制导相关行业和军事需求的快速发展,对导航制导技术的性能指标要求越来越高,约束条件也更加复杂,传统的经典导引律已经难以满足日益复杂严苛的设计需求。传统的制导律设计中往往忽略了导弹自身动力学特性,将自动驾驶仪视为理想系统,单独设计导引律,然而在面对高速大机动目标时,导弹自身控制系统的动力学特性会影响到导引律的性能发挥,造成脱靶量增大甚至无法击中目标。当面对超高速目标时,传统的尾追式拦截要求导弹速度高于目标,在实际中难以实现,而迎面式拦截面临着拦截时间窗口极小,相对速度巨大等诸多不利条件,也难以实施有效拦截。面对这些新的挑战,研究高性能的新型制导律成为了迫在眉睫的需要。本文主要针对导弹末制导律进行讨论和设计,取得的研究成果如下:1.本文设计了一种基于H2最优控制理论的制导律。首先从传统的基于视线角速率的制导律出发,推导给出了要成功拦截所需要的视线角速率上界。传统的导弹设计中,导引律和控制系统是分离完成的,导引律部分并不考虑控制系统的特性,然而这会影响最终的制导效果。因此,本文随后综合考虑了导引大回路中弹目相对运动关系模型和导弹自动驾驶仪模型的特性,建立了包含自动驾驶仪特性的被控对象传递函数模型,然后利用H2最优控制理论设计得到了一种最优制导律。给出的制导律为解析的传递函数形式,需要的测量信息也较少,在实际中易于实现。在多种情况下的数值仿真结果表明,和传统比例制导律相比,所设计的制导律可以更快速度的零化视线角速率,进而更早实现对目标的拦截。2.本文提出了一种滑模变结构的带有末端角约束的制导律。为了进一步提高武器杀伤效果,越来越多的导弹提出了攻击角度约束的制导需求。文章首先推导了导弹末端时刻攻击角度(交会角)与末端视线角的关系,从而将难以处理的攻击角约束转化成了与制导过程紧密相关的视线角度的约束。然后基于非奇异终端滑模变结构方法出发选择滑模面设计了一种满足角约束的制导律。最后文章通过李雅普诺夫方法证明了所设计制导律的稳定性。数值仿真结果表明,所设计的制导律可以有效地拦截目标同时满足末端角约束。3.针对近些年新提出的前向拦截导引律,本文首先分析了前向导引的拦截过程,然后讨论了前向导引末段的拦截制导几何关系。并且给出了导引的数学定义,分析了导引系数、末端角等参数对于完成拦截需要满足的约束。然后,利用变结构控制设计了一种自适应趋近的前向导引律,仿真结果表明所提出的导引律可以在多种情况下均实现对目标的有效拦截,并且相对于传统的定常趋近律,需用过载更小。