位置伺服系统的性能决定防空火箭炮的防空反导能力。随着现代战争对武器装备性能要求的不断提高,研发高性能、低成本的防空火箭炮控制系统显得非常必要。本文在火箭炮位置伺服系统国内外研究现状的基础上,深入分析了某型号多管防空火箭炮位置伺服系统的内部机理和现有的控制方法,研究了BSMC(Backstepping Sliding Mode Control,反演滑模控制)和FASMC(Fuzzy Adaptive Sliding Mode Control,模糊自适应滑模控制)等控制方法在多管防空火箭炮位置伺服系统中的应用。主要研究内容如下:(1)多管防空火箭炮位置伺服系统模型的建立。深入研究PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步电动机)数学模型,采用矢量控制实现PMSM的解耦,由内到外建立PID控制的三闭环多管防空火箭炮位置伺服系统模型。通过仿真验证了模型的有效性和可行性,研究发现,尽管PID满足了系统的快速性指标要求,但无法满足系统的抗干扰性能和鲁棒性要求。(2)多管防空火箭炮位置伺服系统滑模变结构控制研究。利用SMC(Sliding Mode Variable Structure Control,滑模变结构控制)对外部扰动具有强鲁棒性和自适应能力的独有特性,设计了基于SMC的多管防空火箭炮位置伺服系统,采用李雅普诺夫函数法证明系统稳定。仿真结果表明,采用SMC方法后,输出信号虽能很好地跟踪指令信号,并且系统具有一定的抗干扰能力及其鲁棒性,但系统控制信号抖振较为严重。(3)多管自主防空火箭炮位置伺服系统BSMC、FASMC研究。为了削弱系统控制信号的抖振,分别将反演控制思想和模糊自适应控制引入滑模控制,设计了BSMC的火箭炮位置伺服系统和具有包含误差积分项非线性滑模面的FASMC火箭炮位置伺服系统,证明了各系统稳定。在设计FASMC位置伺服系统时,应用模糊系统的万能逼近原理实现系统最优控制律的模糊逼近,采用切换控制器补偿逼近误差。仿真研究表明,BSMC和FASMC方法不仅满足了系统的动静态性能指标,而且大大降低了抖振现象。通过理论分析和仿真研究,表明BSMC方法简单,系统响应较快,比较适合于实时性要求较高、抖振容忍能力较强的系统,而FASMC方法在削弱系统抖振上更胜一筹,适合应用在对控制信号要求比较精准的系统。总之,两种方法各有优缺,但相对于SMC方法来说,均进一步提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力,削弱了控制信号的抖振,保证了系统良好的动静态品质。