随着世界各国导弹突防与反突防技术的发展，具备末端机动飞行能力成为弹道式导弹弹头今后发展的主要方向，它将大大提高弹头的突防能力及攻击精度。 美、苏军事强国早在七、八十年代便着手进行弹头机动的研究，现在已达到工程应用阶段。我国在弹头机动研究方面起步较晚，而机动控制方案主要是采用气动舵面控制方案。但由于气动舵抗烧蚀能力较差，控制效率较低，限制了它在高速飞行弹头以及大机动弹头上应用。本文针对我国弹头机动控制方案的现状，提出了弹头变质心机动控制方案，并从理论分析和实际应用两个方面对弹头变质心机动控制方案进行了研究。 本文的创新之处在于： 1.提出了弹头变质心机动控制这一新颖的弹头机动控制思想，并推导了变质心机动弹头的动力学方程。 2.应用了死区模型参考自适应控制律，提高了自适应控制律的鲁棒性，保证了控制方案的工程实用性。 围绕以上创新点开展的主要工作有在以下几个方面： 1.提出了弹头变质心机动控制这一新颖的弹头机动控制思想，从根本上克服了气动舵机动控制方案存在的易被烧蚀和控制效率低的缺点。 2.利用拉格朗日动力学方程完整推导了变质心机动弹头的动力学方程。推导结果不仅反映了空气动力对弹头姿态的影响，还显示了质点移动对弹头姿态的影响。 3.针对旋转弹头单通道控制提出了相应的PID控制。由于弹体在旋转，与一般滚动通道稳定的导弹的特性不同，不能直接对观测信号进行积分、微分处理，文中通过引入转换矩阵对观测信号进行变换，使PID控制器在旋转弹头上实现成为可能。 4.提出了具有强鲁棒性的自适应控制律。在设计模型参考自适应控制时，为保证工程实用性，考虑了未建模动态和噪声对系统的影响，为此，提出了改良的死区自适应控制律，增强了系统的鲁棒性。 5.用最优设计方法得出程序弹道的最佳控制变量攻角α，保证在程序飞行段末端的弹道倾角θ达到预定要求，并使弹头末端速度达到最大。 6.基于常值最优二次型指标推导得到了对弹头落地速度以及落地角度有所保证的最优制导律。 7.初步研究了变质心执行机构的结构形式，并估算了执行机构所需功率、最大功率。 西北工业大学博士学位论文 8．讨论分析了旋转弹头滚转联锁共振的问题，发现对滚动通道进行控制可避免弹头联锁共振。提出了两种工程上切实可行的滚动通道控制方案，高压气瓶滚控系统方案和斜装舵滚控系统方案。 9．对整个大系统进行了数字仿真，给出了变质心旋转机动弹头的机动能力、命中精度。 本文提出的新理论、新方法以及应用环境可以为今后的研究提供参考。