超近程主动防护系统是指在超近距离上对来袭弹药实施拦截的防御系统。控制单元作为系统的关键组件,起到协调探测单元、发射单元和伺服单元的作用。论文以某型超近程主动防护系统的研制为工程背景,系统控制单元的设计为研究内容,研究了系统拦截模型和目标航迹滤波算法,针对坐标系转换的非线性问题,提供了修正的无偏转换量测卡尔曼滤波算法。论文深入分析了超近程主动防护系统的误击发问题,设计了安全可靠稳定的大电流点火脉冲发生器。论文完成了控制单元软硬件及相关算法的设计与实现,主要工作包括:首先,论文阐述了超近程主动防护系统的体系架构,根据总体需求,确定了控制单元的功能需求和性能需求,制定了设计方案,规划了主要工作流程,并明确了控制单元与其他工作单元的通信接口和协议。其次,论文研究了防护系统的拦截模型和目标运动航迹滤波的问题。通过分析来袭弹的运动状态,建立拦截模型,针对目标航迹滤波算法中坐标转换带来的非线性问题,对比研究了最小二乘法和修正的无偏卡尔曼滤波两种解决方法。通过仿真分析,利用无偏卡尔曼滤波算法提高了滤波精度。论文同时外推了目标航迹并给出了拦截点坐标和拦截时间的计算方法。再次,论文根据系统的硬件设计需求,确定了控制单元硬件模块的设计指标和参数。论文完成了主板的MCU最小系统、电源管理、通信、数据存储等模块的原理设计和工程实现。针对系统存在的可能误击发的关键问题,详细分析了点火信号发生器中的储能电路、自举升压电路、栅极驱动电路和电路安全性设计原理和方法。同时完成了手持盒的实时时钟、显示接口等电路设计。然后,论文根据系统总体的控制时序和节拍要求,实现了控制单元的软件设计。论文完成了主板的IO驱动、通信、定时器、数据存储、自检和滤波算法等程序设计,实现了手持盒的显示界面、通信、IO驱动和时钟等程序设计,完成了上位机的界面和通信等程序设计。最后,论文完成了控制单元的各项功能测试,包括硬件平台的通信和点火脉冲发生模块的调试、手持盒和上位机显示软件的测试、以及滤波算法的实时性和精度测试。实验结果表明,控制单元的各项功能达到了设计指标的要求。