随着导弹防御系统的发展与部署,导弹突防问题日益重要。弹道导弹主动段自旋飞行是一种新的构想,旨在对抗激光武器拦截,实现主动段突防。导弹自旋飞行引起的运动耦合、控制耦合及其它效应容易导致弹体失稳,实现较强耦合作用下弹道导弹自旋飞行姿态稳定控制是亟待解决的问题。目前国外只进行过少量的初步研究,国内尚未见公开论文及资料。本文围绕弹道导弹自旋飞行的几个动力学与控制问题,进行了比较系统深入的研究,获得了若干有意义的结论。详尽总结了自旋导弹自由运动特性。讨论了自旋导弹攻角运动模型及运动特性分析方法,阐述了自旋导弹自由飞行攻角二圆运动规律,分析了自旋导弹开环运动稳定性以及各种作用对运动稳定性的影响;在此基础上,推导了自旋导弹闭环稳定判据,分析了自旋导弹姿态角及角速度反馈控制稳定性,为自旋弹道导弹姿态稳定系统设计提供了依据;提出了自旋弹道导弹姿态稳定系统的设计方法。推导建立了自旋弹道导弹的动力学和控制频域模型,采用古典和现代频域方法对自旋飞行时的姿态控制系统设计进行了研究,有效结合单通道PID控制器、动态预补偿网络、自适应参数调度方法和分段控制策略,解决了较强耦合作用下自旋弹道导弹姿态稳定问题;对所设计的系统进行了三轴姿态跟踪仿真、六自由度仿真和干扰运动仿真,获得了满意的精度和较好的抗干扰能力;系统结构简单,具有较高的可行性;提出利用伺服系统设计技术改善自旋弹道导弹姿态稳定性能的思想。为弥补传统校正方法的不足,将连续预测控制应用到伺服系统设计中,有效减弱伺服系统惯性作用引起的控制交连,研究了约束连续预测控制算法,提出混合加权连续预测控制,算法简单、实用;利用近似的解析算法处理弹道导弹伺服系统约束问题,减小约束作用对系统性能的影响,并且满足系统快速性要求,仿真表明该算法简单有效;研究了侧向作用力对自旋导弹稳定性的影响。针对线性角运动模型,直接采用劳斯方法,与前人工作相比具有更好的通用性和精确性;借此方法近似分析了侧向力对自旋弹道导弹稳定性的影响;研究了内模控制在弹道导弹姿态稳定系统中的应用。解决了几个关键问题,设计了IMC-PID控制网络,对提高传统PID控制精度具有明显效果;本文主要创新性在于在国内首次系统研究了弹道导弹的自旋稳定飞行理论,有效解决了自旋弹道导弹的姿态稳定解耦设计方法问题,另外将预测控制应用到伺服系统设计中,减弱伺服惯性引起的控制交连,并且对侧向力不稳定作用分析以及弹道导弹姿态稳定控制提出新