很多情况下控制系统都依靠频域特性分析来设置控制器，以实现控制功能和确保整个控制过程的平稳。对于运载火箭，由于其突出的长细比并且使用液体燃料作为推进剂，使得箭体的弹性运动和晃动运动对箭体的刚体运动具有显著的影响，从而导致箭体姿态运动的动力学模型变得相当复杂，因此相应的频域特性分析与计算的难度也大大提高了，只有通过开发专门的计算和分析软件，才能给频域设计带来方便。　　本文以运载火箭为研究对象，在箭体姿态运动的动力学模型、控制器的组成结构和初始系数确定前提下，实现并完成火箭姿态控制器参数的优化设计。论文主要完成以下工作:　　箭体的频域特性分析:由于多级火箭各级各通道的频域特性分析原理基本相似，因此本文主要针对第一级俯仰通道进行分析。根据运载火箭姿态控制的动态方程，以及各测量机构及执行机构的传递函数，本文推导了箭体自身的传递函数，以及包括测量及执行机构在内的综合传递函数，其中伺服机构考虑了发动机惯性负载的影响。对需要考虑导引作用的相关级数相关通道的传递函数也进行了分析。在确定箭体传递函数的实部和虚部前提下，利用曲线拟合最小二乘法原则，将箭体的传递函数近似表示成多项式形式，进而求出箭体传递函数的零极点。在Microsoft Visual Studio2010环境下用C++编写频域特性分析程序。　　箭体姿态控制器的优化设计:在姿态控制器的组成结构和初始参数确定前提下，本文在MATLAB环境下编写绘制箭体和控制器的频域特性曲线的程序，以便分析控制性能。同时，根据期望的姿态控制性能指标（如裕度），利用单纯形法对控制器参数进行优化设计，使得系统不但稳定而且拥有足够的稳定裕度。　　软件的混合编程:本软件的总体结构由C＃设计完成，箭体的频域特性分析程序由C++编写，控制器优化程序和画图程序由MATLAB编写，因此本软件涉及到软件的混合编程问题。具体包括:C＃通过ADO.NET技术链接数据库，对数据库进行存取操作、C＃与C++的混合编程、C＃与MATLAB的混合编程、MATLAB对数据库进行存取操作。　　结果报表的生成:本文将多个数据库表中所关心字段放进一个虚表中，并将它们用Microsoft Visual Studio自带的水晶报表显示出来，同时实现将报表中内容导出到Word文档，并允许编写文档时对所导出的表进行修改操作，因此方便用户查看和编写文档。　　论文的主要贡献:绘制包含测量及执行机构在内的箭体对数幅频特性和相频特性曲线图，并进行控制性能分析;利用曲线拟合最小二乘法原则，将箭体传递函数近似表示成多项式形式;在姿态控制器的组成结构和初始参数确定前提下，绘制姿态控制器的对数幅频特性和相频特性曲线图;在姿态控制器的组成结构和初始参数确定前提下，利用单纯形算法，将姿态控制器的参数进行优化;最终结果报表的生成。