早期的制导炮弹或者飞行器的自动驾驶仪的设计，主要依赖于经典的控制理论，是以经典控制理论为基础进行设计的，这种经典的控制理论设计方法是将固定增益 、反馈结合起来进行的，这种系统是一种单输入、单输出的常态参量控制系统，利用传递函数为数学模型，用来描述整个制导控制系统，利用根轨迹法和频率相应法分析和设计指导控制系统[3]  。由于我们控制的对象是制导炮弹，它是一种复杂的而且是非线性的随着时间会发生变化的系统，它的动力学特性会受到多种因素的影响，而且参数的变化范围很大，很难建立精确的数学模型，这使得分析和设计制导控制系统的复杂性增大很多。早期的制导控制系统的设计一般是采用控制，这是因为炮射制导炮弹或者飞行器这一种被控对象的参数不能被完全掌控，也无法建立精确度足够高的数学模型[4]。经典的（比例积分微分）控制的优点是它的控制算法相对而言比较简单、各个控制环节的物理意义很明确、在工程实践中很容易实现、系统的可靠性和稳定性都比较强，并且它还具有一定的鲁棒性[5]。

我们大家都知道，现在的制导控制领域，  控制器被广泛的使用，张卫东教授在 2002 年‘‘世界控制大会总结报告’’中说过现代控制工程所使用的人控制结构，95%以上采用的是 结构，而最为常见的结构是 结构，控制器特别适用过程动态为良性且控制性能要求不太高的场合[6]，当动态特性很复杂时（如参数变化不是线性的，随着时间不断发生变化的，或者参数间存在着很强的耦合作用等），虽然常规的 控制器的控制效果不怎么理想，但 PID 控制器具有结构简单、鲁棒性好等优点，对于控制系统设计人员来说，是比较好的选择，很多设计者因此提出了多种 控制器的改进方法，至今对 的各种改进方法仍是研究热点。

1。2 国内外研究现状

1。3本文所做的主要工作

首先搜集相关研究资料；建立炮射导弹纵向动力学模型，进行动力学仿真；进行模型简化，得到简化的线性纵向运动数学模型；据简化数学模型，基于自适应控制方法，设计控制受限情况下的纵向过载跟踪自动驾驶仪，并进行仿真验证，要求过载跟踪上升时间小于1秒，超调小于10%，跟踪精度小于5%；结合已设计的自动驾驶仪，在控制输入受限制的情况下，设计控制器，调节好参数，系统的性能进行优化，然后结合防止系统积分饱和的方法，进一步优化控制系统的结构，进行动力学与控制一体化仿真，得到符合要求的控制系统，并对比分析不同控制系统的性能优劣。

2 炮射导弹纵向动力学与运动学模型

2。1常用坐标系及其转换关系

1、速度坐标系-- ：

速度坐标系它的坐标原点在导弹的质心处；轴:与导弹质心速度矢量重合；轴:纵向对称面内与轴垂直，向上为正；轴垂直于OX3Y3平面，由右手法则确定。坐标系与导弹速度矢量固连，是一个动坐标系。 文献综述

2、弹体坐标系--1 ：

弹体坐标系的坐标原点是在导弹的质心；它的轴导弹的纵轴重合，指向导弹的头部为正；它的是在纵向对称面内与轴垂直，正方向为指向上为正；轴垂直于平面，它的方向可以由右手法则来确定。弹体坐标系与弹体固连，是一个运动的坐标系，是不固定的。

3、弹体坐标系-）和速度坐标系--之间的关系：

  弹体坐标系与速度坐标系之间的关系可以用攻角和侧滑角来描述,它们之间的转换关系如下：

4、发射坐标系OXYZ(地面坐标系):