随着兵器科学与工程技术的发展，针对防空火箭炮武器系统，快速作战反应能力、高度自动化、高精度以及强鲁棒性等新要求被逐渐提出。传统的建模方式无法涵盖各种非数字的状态与动作信息，单一的高炮控制理论不仅无法满足系统精度与响应速度等总体指标的要求，亦无法对非数字信息进行恰当地响应。为解决上述问题，本文结合某型号防空火箭炮研制过程，以工程化为出发点，以传统控制理论为依托，以递阶思想为根据，设计了针对防空火箭炮的新型递阶控制策略。本文的研究内容主要包括以下几方面:　　 提出了以“子系统”为模块划分防空火箭炮系统的方式。设计了包括“决策级”与“实时控制级”在内的改进型递阶控制策略。其中，决策级根据指战员的指令以及系统当前状况进行决策并输出控制命令;实时控制级对包括传统随动控制在内的各子系统进行实时控制。详细设计了决策级以及实时控制级的构架，明确了每个层级的输入输出信号，提出了包括“全炮总控器”在内的控制器物理实现形式，并对递阶控制策略的可行性与必要性进行了论证。　　 针对决策级进行了知识建模，将指战员对防空火箭炮的操作、系统的状态与可能执行的动作归纳为用户命令、反馈信息与输出命令三个部分，分别赋予命令代号与命令字，将非数字信息与数字信息有机结合;对实时控制级中的随动子系统进行了数学建模，考虑了电机环节、驱动器环节与负载环节，建立了三种相互关联的数学模型。　　 将防空火箭炮专家知识使用伪指令转化为决策级控制策略。实时控制级的输出指令由智能配电规则、标定规则、姿态控制规则、发射控制规则以及随动控制规则组成，通过设立中间变量简化了规则的表述。规则以用户命令、反馈信息为条件，以输出命令为结论，有效地构建了控制系统对非数字信息进行反馈的功能。针对指战员的输出指令提高了火箭炮的易操控性与可靠性，如发射参考指令与故障信息反馈指令。　　 设计了实时控制级各子系统的响应控制方式，包括智能配电子系统、标定子系统、发射控制子系统、姿态控制子系统与随动子系统。对比了二阶前馈PID控制与滑模变结构控制策略，深入分析了随动子系统的跟踪特性，揭示了潜在的问题并阐明了优化思路。研究结果表明，滑模变结构控制较二阶前馈PID控制有更强的鲁棒性。　　 为克服滑模控制中的“抖振现象”，在保证随动子系统响应速度与鲁棒性的同时，提出了三种优化方法:基于PID滑模面加滤波器的二阶滑模优化方法;基于增益估计器的自适应滑模优化方法;以及基于Lyapunov方法推导自适应律的滑模优化方法。证明了每种优化控制律下系统的稳定性，并通过仿真验证了控制性能。　　 为了克服建模误差带来的影响，将三阶自抗扰控制策略引入到随动子系统的位置控制中，针对自抗扰控制器中参数不易调节的缺点，设计了新型遗传粒子群算法，使用遗传算子对粒子群中最优点进行遗传操作，通过对包括超调量、上升时间与控制量在内的目标函数进行寻优，实现了控制器参数的自整定。仿真结果显示，遗传粒子群算法收敛快，在自整定参数的情况下位置控制的抗扰动效果较好。　　 设计了递阶控制器的物理实现方式，包括决策级全炮总控器以及实时控制级随动子系统的硬件构架，以LPC2478为核心设计了决策级控制器，以TMS320F2812为核心设计了随动控制器。依据模块化的思想设计了各层级的软件，并给出了主要流程图。通过实验验证，结果表明，决策级能够根据实际工况进行合适地响应，随动子系统的性能能够满足防空火箭炮系统指标要求。