导弹发射体现了潜艇战斗力,是一种重要且特殊的工况,其发射深度约为30米,发射时艇体会在短时间内受到极大的冲击力,对艇姿造成巨大的影响,为提高控制的实时性,使导弹发射后艇姿快速达到稳定状态,满足再次发射导弹的需求,本文展开了潜艇运动模型简化、导弹发射作用力及干扰力分析和导弹发射潜艇运动控制策略等3方面的研究。考虑到水动力系数的测量周期长,实时控制性差,本文根据水动力系数敏感性指数对潜艇运动方程中48项待简化水动力系数进行简化并验证。首先选取了典型和导弹发射工况下的运动参数,再利用直接阈值法、层次分析法和DPK法进行简化,层次分析法是利用复合敏感性指数进行阈值分类,DPK法是在前级使用主成分分析降维后再使用K-means将水动力系数分类,DPK法在典型工况和导弹发射工况下的运动参数都有较小的误差,特别是导弹发射工况下,其超越深度误差和超越纵倾角误差分别为0.016%和0.21%,远小于其他两种简化策略,说明在保留水动力系数项数相同时,DPK方法的简化效果更佳。海水环境干扰力包括近水面干扰力、海水密度变化和艇体压缩产生的浮力变化,并将上述3种干扰力模型引入六自由度简化模型中,计算引入干扰力前后的艇姿参数。仿真结果表明,艇深30米时,引入近水面干扰力后,艇姿参数基本无误差,该力属于次要干扰力,可以被忽略;引入海水密度和艇体压缩变化作用力后,艇姿出现较大变化,该力属于主要干扰力,不可被忽略。在六自由度简化模型基础上,首先研究了导弹发射工况下潜艇运动模糊PID控制策略,实验结果表明,模糊PID控制满足再次发射艇姿要求,在单射工况和齐射工况下,模糊PID的艇深误差均小于常规PID,其控制效果更佳。接着,构建潜艇运动模型预测控制器,并对比二次规划和粒子群最优化法的控制效果,后者艇深误差比前者大1.1%,且前者的运行效率为后者的319.68倍,故选用二次规划的预测控制与模糊PID控制进行导弹发射仿真对比。结果表明,导弹单射和齐射工况下,模糊PID控制艇深最大相对误差为预测控制的1.67倍和85.67倍,此时预测控制策略远远优于模糊PID控制策略。本文确定了一种导弹发射的潜艇运动简化模型,提出了基于二次规划最优化法的模型预测控制,为导弹发射控制提供了理论依据,推动了国防事业的发展。