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火箭弹是一种成本较低、结构简单的非制导弹药,可用于攻击军事工事、坦克、装甲车等静止或活动目标。火箭弹多采用旋转弹体方案,可以减小火箭发动机推力偏心、气动不对称、质量偏心等对弹道散布的影响,旋转产生的陀螺效应也可以稳定弹体飞行。通过旋转,火箭弹可以用一对鸭翼同时对纵、侧向运动进行操纵,即单通道控制。为提高控制精度和效率,可同时安装两对鸭翼实现双通道控制。但是,弹体旋转产生的耦合作用以及引起的其它效应,使得旋转导弹的飞行控制比非旋转导弹更为复杂。本文以十字型鸭翼布局的旋转火箭弹为研究对象,具体内容如下:首先,分析了十字鸭翼对火箭弹的周期平均控制力及其控制原理,研究了控制信号的形成和作用方式。通过旋转弹所受力和力矩分析,建立了旋转弹的外弹道数学模型,采用小扰动线性化得到了时变线性模型和传递函数。其次,根据飞行条件和指标要求,设计了鸭翼舵面形状及尺寸,根据铰链力矩和功率需求选择相应的电机,并对舵机系统进行建模和仿真,分析了线性电动舵机饱和特性对控制性能的影响。然后,分析了旋转弹耦合特性和耦合因素,设计了前置反馈补偿解耦控制律,对旋转弹存在的运动耦合、控制耦合进行了解耦,仿真实验表明,该控制器实现了过载回路解耦,为后续弹道修正控制律设计奠定了基础。最后,设计了旋转弹弹道修正纵侧向PID控制器,并通过模糊算法对PID控制参数进行了在线优化。全弹道数值仿真表明,所设计的控制器能满足旋转弹的控制精度要求。论文的研究工作对进一步工程化实现具有重要的参考意义。