面对未来战场复杂多变的攻防对抗,战术导弹能有效结合传统弹道导弹和飞航导弹的优点,以突防能力强、打击精度高等诸多优势,成为各国研究热点。然而由于在稠密大气层内高速飞行时环境参数相对偏差对飞行品质和控制性能的影响,给其制导控制系统设计造成较大困难,本文对导弹大气数据测量系统和气动参数在线辨识技术及其在姿态控制系统上的应用进行了系统研究,对提高控制系统鲁棒性和制导控制技术的发展具有一定参考价值和研究意义。研究基于组合导航信息的三点法大气参数求解算法,有效解决了传统求解过程中经验公式获取成本高,迭代求解效率低的问题,并进行了算法验证和误差分析,提高了大气参数求解效率。研究了大气数据传感系统的优化问题。针对嵌入式大气数据传感(FADS)在测压孔配置方面理论研究的不足,对钝头体和尖锥外形飞行器进行了传感器布局优化方案的研究,仿真验证了优化方案的合理性;分析误差传播机理并建立了系统的误差校准函数,为有效提高系统精度奠定了基础;从领域前沿和未来发展方向探索提出分子光学大气数据传感方案(MOADS),阐述了MOADS的结构和基本实现原理,为测量系统的进一步发展研究提供了借鉴。研究气动参数在线辨识技术,实现了战术导弹六自由度气动参数建模与在线辨识。建立战术导弹气动参数辨识基本模型,确定战术导弹参数辨识所需的状态方程和观测方程;利用方差分解比进行了参数共线性分析,并采用逐步回归法对气动参数模型候选项进行了筛选,从而建立气动模型;最后采用扩展卡尔曼滤波方法对战术导弹气动力和气动力矩系数进行了在线辨识,并计算滤波相对误差为参数辨识在控制系统的应用提供基础,仿真结果表明所建立的六自由度气动模型能较好拟合参数变化规律,气动参数辨识过程具有较好的收敛性和精度。研究基于环境参数辨识的导弹姿态控制方法。针对控制系统对模型精度要求高的特点,结合实时辨识得到的气动参数,自适应更新控制律模型,消除实际模型与设计飞行控制律时所用模型之间的模型误差,增强控制系统的鲁棒性。建立环境参数在线辨识模型,研究基于环境参数辨识的姿态控制系统;研究非线性动态逆控制的控制原理,转换得到姿态控制连续积分型形式,在此基础上分别结合PID控制方法和滑模控制方法进行控制律设计,并采用Simulink搭建控制器仿真平台仿真控制效果,一方面仿真实现了在环境参数辨识的误差范围内各个通道的控制结果,另一方面仿真了无参数辨识模块、参数偏差较大情况下的控制效果,对比表明通过环境参数在线辨识的结果可以有效减少模型参数偏差,较大程度上提高姿态控制系统的精度。本文的工作可为大气层内飞行器的大气参数测量、气动参数在线辨识和姿态控制系统设计等方向的研究提供一定的参考。