二维制导火箭弹是简易制导火箭弹的一种,其核心执行机构为舵机控制系统。本文针对反旋稳定舵机执行机构进行深入研究,设计出一种转速环使用改进积分型滑模变结构的控制系统,对姿态解算算法进行研究设计,完成了系统仿真和试验研究,主要研究成果如下:⑴针对无刷直流电机的结构和工作原理进行分析,建立了电机控制系统各个部分的数学模型。对电机控制系统的数学模型进行推导,建立起电机控制系统的控制模型,最后在Matlab/Simulink中建立了电机控制系统的仿真模型。⑵采用三闭环控制系统对电机进行控制器的设计,重点对转速环的控制系统进行研究。设计了改进积分型滑模变结构转速控制器,并分别使用PID、积分型滑模和改进积分型滑模搭建控制器仿真模型,进行转速环控制仿真。将上述三种控制器嵌入到位置环控制中进行位置环仿真,分析系统性能。⑶对姿态解算算法进行研究,首先对加速度计和陀螺仪的简易标定进行研究,然后研究分析互补滤波算法和扩展卡尔曼滤波算法的原理。分别使用两种算法进行解算算法的设计,进行两种算法的性能分析。⑷开发出一套以Spartan6和STM32F405为内核的控制板和以IR2110s为核心的电机驱动板,完成了系统的硬件设计。对上位机软件和下位机软件系统进行设计,完成了控制系统软件的实现。⑸针对系统试验平台进行设计,完成模拟弹体的样机加工,对试验系统平台进行组装。将设计的控制系统进行试验,综合试验与仿真结果表明,初步完成了系统的功能实现但在精度上有所欠缺,为后续研究打下了良好的基础。