半捷联稳定平台可以有效减小导引头体积,降低了成本,已经得到了越来越广泛的关注。本文对半捷联稳定平台的控制器设计及空间运动进行了研究,主要的研究工作如下:(1)分析了稳定平台的主要误差来源和非线性特性,建立了主要部件的数学模型。摩擦力矩、不平衡力矩、引线阻力矩、微分误差、测量误差以及弹性变形、惯量变化等是平台的主要误差来源和非线性特性。建立了平台主要部件的非线性模型,进行线性化,建立适用于控制器设计的动力学模型,为下一步开展控制器设计奠定了基础。(2)开展了稳定平台控制器设计。设计了框架角速度计算所用的跟踪微分器,给出了隔离度的定义并分析其特性,给出了匹配滤波器设计方法,设计了稳定回路滞后校正网络控制器。以稳定回路为基础,设计了跟踪回路控制器。进行仿真分析,非线性模型下稳定回路隔离度为3%、跟踪回路1.7%,均满足设计要求,控制器设计合理可行。(3)研究了半捷联稳定平台空间运动模型,给出了空间目标视线角速率的重构算法。定义了稳定平台空间运动的坐标系定义,推导了坐标系转换矩阵,给出了空间目标视线角速率的重构算法。对空间运动中的跟踪回路性能进行了仿真分析,平台能够精确跟踪目标,对弹体扰动隔离度约为2%,空间重构算法合理可行。(4)分析了典型攻击条件下半捷联稳定平台的性能。给出了自寻的导弹的制导系统原理,分析了比例导引律的设计方法,推导了导弹目标相对运动几何关系。在典型攻击条件下进行仿真,稳定平台框架角使用、目标跟踪性能等均满足设计要求。