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针对导弹飞行控制系统具有参考模型不精确，非线性时变的特点，设计了一种新型的导弹自动驾驶仪的模拟退火遗传模糊PID控制器。该控制器是利用模糊控制器的模糊推理能力，在线整定PID控制器参数，再采用遗传算法与模拟退火算法结合，离线搜索寻优模糊控制器中的隶属函数参数集。Matlab仿真实验结果表明，所设计的控制器能够使系统具有良好的动态性能、鲁棒性以及全弹道性能，利用模糊查询表可满足系统的实时性要求，工程应用前景较好。