THAAD拦截弹是一种兼具大气层内外作战能力的反导拦截武器,具有机动能力强、拦截区域大等显著特点,是学术和工程领域的研究热点,其作为防御武器具有很大的发展潜力和反导能力,代表未来反导拦截武器的发展方向。由于气动光学效应、防热等实际工程约束,THAAD导引头采用了侧窗的布局方案,不可避免的对姿态控制系统设计带来了挑战,针对这一问题,论文以THAAD拦截弹为研究对象,考虑侧窗约束和强气动干扰,建立拦截器姿态控制系统模型,开展姿态控制方法研究,具体安排如下:首先,系统的调研国内外动能拦截器的发展现状,对现有的带侧窗约束的制导控制方法与直接力姿态控制方法进行较为详细的分析与总结,给出论文研究的主要内容。其次,对动能拦截器进行数学建模,定义建模过程中的常用坐标系并给出其转换关系,对动能拦截器的总体参数进行调研,建立动能拦截器的运动学与动力学方程。然后,对带侧窗约束的KKV姿态控制方法进行研究,定义侧窗坐标系与侧窗视线角约束,推导解析公式,设计侧窗初始捕获和侧窗定向过程,完成侧窗控制方法研究;对姿轨控发动机进行建模,设计传统的PID姿态控制器,完成KKV六自由度仿真分析。最后,针对模型非线性强耦合与强气动力矩干扰问题,设计基于串级自抗扰的滑模KKV姿态控制器。利用滑模变结构方法设计双环滑模姿态控制器,利用串级自抗扰的思想优化滑模姿态控制器。利用跟踪微分器平滑指令同时估计指令的微分项,利用扩张状态观测器估计系统的内外扰动,对滑模控制律进行修正,并且对扩张状态观测器以及控制系统的稳定性进行分析。完成KKV六自由度仿真,对比分析本文设计的自抗扰滑模控制器的优缺点。