面对高机动、高速度突防能力强的复杂目标,面对更加严酷的作战环境,高速、远程、大空域、大机动精导导弹成为战术导弹发展方向。根据临空高速远程导弹的要求,在解决高速、大空域攻防上,外形采用非轴对称类乘波体外形,这样的外形须采用倾斜拐弯(BTT)控制技术。　　 本论文的重点是以类乘波体气动布局设计和控制解耦设计将遇到的问题为中心,研究高空(临近空间低层)大空域防御的巡弋式导弹总体技术,力求BTT控制解耦技术实用化。本文所做的工作主要体现在以下几个方面:　　 1.提出了临空高速远程导弹概念和总体技术面临的问题。针对不同典型目标,提出了总体关键技术；确定了临空高速远程导弹采用不同的飞行高度、马赫数和控制方式完成对不同目标的防御。　　 2.进行了临空高速远程导弹的气动外形研究。在圆锥流场解基础上,利用相交的变楔锥方法确定了类乘波体前体外形；根据吸气式冲压发动机的工作情况,建立了合理的优化模型；采用多目标优化方法,对类乘波体前体/冲压发动机进行了优化设计；数值模拟结果表明该方法设计的类乘波体外形符合乘波反设计原理,该乘波构型布局在马赫数4～6,攻角3°～4°有较好的气动特性。此外形符合临空高速远程导弹总体设计要求,具有工程实用价值。　　 3.进行了临空高速远程导弹操稳特性和气动特性研究。建立了临空高速远程导弹侧向数学模型,研究了动态偏航稳定判据和横向控制偏离判据,利用Weissman图分析方法对类乘波体气动外形进行了侧向气动特性综合分析；以改善类乘波体滚转和航向稳定性和操纵性为主要优化方向,确定了耦合性能稳定,有利于解耦控制的气动布局。　　 4.建立了多变量耦合数学模型,进行了耦合分析。针对临空高速远程导弹不对称气动外形及大滚转角速度的特点,在考虑耦合因素基础上,建立类乘波体导弹控制的多变量耦合数学模型；在此基础上,针对类乘波体导弹的三通道间的运动、惯性、气动交叉耦合进行全面分析,确定了耦合机理和影响程度,为控制解耦设计提供了依据。　　 5.进行了模型跟踪控制解耦方法工程实用性研究。针对高速远程导弹强耦合特点,利用模型跟踪方法解耦设计了临空高速远程导弹自动驾驶仪,并利用前馈控制改善动态性能。结果表明该驾驶仪具有响应速度快的特点,可以很好的跟踪过载及滚转指令,同时实现侧滑角归零,解决了三通道之间的强耦合问题,具有广泛的实用性同时不失工程性。　　 6.进行了临空高速远程导弹自动驾驶仪H∞混合灵敏度解耦方法研究。针对H∞混合灵敏度控制问题,探讨了加权函数的选择原则；首次采用模型跟踪(LQR状态反馈+前馈控制)作为内回路,鲁棒控制器作为其外回路,研究了H∞混合灵敏度方法在控制解耦设计中的应用,该方法克服了零极点相消带来的问题,减小了模型不确定性,具备很强的鲁棒稳定性,解耦效果良好。　　 7.进行了空间弹道仿真和突防策略研究。针对临空高速远程导弹飞行特点,采用滑模变结构方法设计了制导律,无需知道太多的导引信息,设计的理想滑动模态对外界的干扰具有鲁棒性,控制算法简单,具有一定工程意义；导弹的制导逻辑公式简单,物理意义明确,解决了小制导指令下滚动不确定的技术难题,实现了小信号和大信号之间的平滑过渡,提高了制导精度,具有工程实用价值；通过全弹道仿真,验证了导引算法和制导逻辑的可行性；应用滑模变结构制导律,令偏航方向的视线角速率跟踪变化的参考信号,不但能准确攻击目标,而且实现了导弹的机动突防。