常规弹丸按照稳定方式进行分类,可分为旋转弹和尾翼弹。旋转弹是指依靠自身的旋转来保持稳定性能的弹丸，而尾翼弹是指依靠尾翼舵机摆动产生的力矩保证稳定性的弹丸。这两类常规弹箭在大气层中无控飞行时的动力学特性已有大量研究，在线性范畴内，人们已认识得比较充分了[4-5]。

然而，随着现代弹箭技术的发展，出现了各种以尾翼稳定弹和旋转稳定弹为基础平台的制导类、修正类、灵巧类或智能类弹箭，这些新型弹箭都装有各类执行控制机构，这些机构可根据需要产生不同大小和方向的控制力，可以改变弹箭的飞行弹道。特别是20世纪后期以来，随着科技的发展和进步，越来越多的高新科技被应用在了武器装备中，实际作战环境复杂多变,需要对弹道进行修正、控制以实现对目标的精准打击。此外现代战争向着信息化、智能化的方向发展，对于弹丸的威力、打击精度等方面的要求日益提高。因此，对于尾翼稳定弹和旋转稳定弹在控制力作用下其原有运动轨迹究竟会发生怎样的变化进行研究十分必要[6-9]。尽管对于旋转弹和尾翼弹的无控研究在弹道学界已经十分广泛，但由于缺乏关于旋转弹控制技术的实际应用，与控制响应有关的问题所获得的关注相对较少。前人对于控制系统的研究方法多种多样,但无论采用哪种方法,这些方法都有一个共同点:在弹丸上施加力或力矩。而且，由于方案弹道以地面坐标系为基准，所施加的力和力矩在非旋转坐标系内，因此可以抽象为作用在弹身一点上的常值力[10-11]。 本课题使用MATLB/Simulink建立六自由度刚体的运动模型，应用弹道数值模拟的方法，在弹身的不同位置施加不同大小的常值控制力，研究尾翼稳定弹和旋转稳定弹的质心运动响应，通过这一研究，可以总结出具有规律性的结论，是对外弹道学理论的有益补充，因此，研究弹箭对常值控制力的响应特性具有十分重要的意义。

1。2 国内外研究现状

1。3 论文的主要内容

本课题根据刚体的六自由度运动方程组，使用Matlab/simulink软件建立了某30mm旋转弹以及某105mm尾翼弹的运动模型，对无风、无控条件下的弹丸运动规律进行了模拟仿真。因需要研究弹丸对常值控制力的响应，选取了一段弹道，分别在弹轴坐标系下对Y,Z方向施加常值控制力并将该力投影到弹道坐标系下，通过改变控制力的大小、作用的方位以及作用于弹体的位置，分析弹丸对于常值控制力的响应并总结相应的规律。

本文的第一章对课题的研究背景及意义以及国内外的研究现状进行了简单介绍，第二章概述了常用坐标系及坐标系之间的转换关系，建立了弹丸的六自由度运动模型。第三章阐述了模型建立的过程。第四章对无控条件下以及施加常值控制力后，30mm旋转弹和105mm尾翼弹的运动规律进行了研究，对有控和无控两种情况下弹丸的落点进行了对比。第五章根据对比的结果，总旋转稳定弹和尾翼稳定弹对常值控制力的响应特性的规律。

2  弹丸六自由度刚体弹道模型

2。1 坐标系及坐标转换

弹丸的运动规律不随坐标系选取的不同而改变，但坐标系选取适当却可以大大降低建立和求解运动方程的难度，增强方程的简明易读性，极大地方便了后续的建模仿真、结果分析等工作。

2。1。1常用坐标系

1。地面坐标系：其原点在炮口断面中心，轴沿水平线指向射击方向，轴铅直向上，铅直面称为射击面，轴按右手法则确定为垂直于射击面指向右方。此坐标系用于确定弹箭质心的空间坐标。

2。基准坐标系：此坐标系由地面坐标系平移至弹箭质心O而成，随质心一起平动，三个坐标轴方向始终不变，用于确定弹轴和速度的空间方位。