现代化战争不仅希望制导武器能精确命中目标,脱靶量较小,而且还希望其能以指定的末端角度攻击目标,使得战斗部的效能最大化。因此,制导武器的制导控制系统在研究设计的过程中往往要求其满足末端角度约束的条件。为了提高制导控制系统的制导精度,一些学者提出了制导控制一体化技术。其能充分利用制导系统和控制系统之间固有的耦合关系,提高制导控制系统的整体性能。因而其在提高制导武器制导精度方面具有很大的潜力。另外,制导武器的制导控制一体化技术的原理是由制导武器自身的运动状态和其与目标之间的相对运动信息直接生成得到舵偏角指令,而省略了中间环节即过载的生成和跟踪。一体化技术设计时能够考虑制导武器在飞向目标的过程中全部状态稳定,并可以使系统性能得到较大改善,而且简化了设计过程,设计成本可以减少。本文以制导炸弹攻击地面固定目标为背景,在俯仰平面建立制导炸弹制导控制一体化模型,对带落角约束的制导控制一体化系统的控制器设计进行了深入研究,主要工作如下:首先,研究了俯仰平面内带落角约束的制导炸弹制导控制一体化建模问题。在俯仰平面内分析制导炸弹和目标之间的相对运动方程以及制导炸弹自身的动力学和运动学方程,针对不同的控制决策,通过合理假设和简化,在俯仰平面内建立了带落角约束的制导控制一体化模型。其次,考虑最优控制在制导武器制导控制系统上的广泛应用及其特点,针对最优控制在解决非线性系统存在的状态黎卡提方程不容易求解的问题,采用θ-D次最优控制方法去逼近最优控制,并完成带落角约束的制导炸弹制导控制一体化控制器的设计。通过数字仿真,验证所设计的θ-D次最优控制算法的有效性。然后,考虑到制导控制一体化系统是一类含有非匹配不确定性的系统,结合滑模变结构控制理论和反演控制各自的特点,完成带落角约束的一体化系统的控制器设计。通过仿真验证所设计的反演滑模变结构算法的鲁棒性和有效性。最后,为了比较制导控制一体化设计与传统制导控制系统设计的性能优劣,本文基于传统制导控制系统设计框架对落角约束条件下制导炸弹制导控制系统进行设计,制导律采用最优制导律进行设计,自动驾驶仪采用PID控制进行设计,将二者结合完成制导控制系统仿真,并将得到的结果与前面的一体化结果进行对比分析。