本文以导弹先进控制与精确制导技术为研究背景,立足于新型寻的导弹末制导控制系统的设计与分析,紧密结合国内外多输入多输出稳定裕度分析、导弹末端多约束制导律、制导控制一体化等相关研究现状和发展趋势,针对导弹控制系统设计及奇异摄动裕度分析、攻击机动目标最优制导律、末端多约束非线性制导策略、制导控制一体化等关键技术进行了系统研究与深入探索。主要研究内容包括以下几方面:首先,阐述了论文研究背景、意义及当前存在的难点,介绍了国内外典型制导武器的应用现状与发展趋势,详细地分析总结了控制系统稳定裕度分析、末端多约束制导律、制导控制一体化设计等关键工程技术难点,详实地阐述了课题研究方案、内容结构及创新点。其次,针对大气层内的导弹,给出了常用坐标系的定义及转换关系,建立了导弹运动学方程组,推导了若干重要角度计算公式,阐述了空气动力与动力矩表达式及风洞数据使用方法,介绍了导弹制导控制系统组成。接着,推广了多输入多输出系统奇异摄动裕度指标概念,用来度量导弹自动驾驶仪鲁棒性,给出了该稳定裕度指标的具体计算方法,分析了三回路过载自动驾驶仪极点配置设计方法与积分式横向自动驾驶仪LQG/LTR设计技术,并将所提出的稳定裕度指标成功地评估了上述两种自动驾驶仪的鲁棒性。针对常值和蛇形机动目标,考虑到自动驾驶仪动态滞后特性,应用最优控制理论,通过数值方法计算非线性Ricatti微分方程求解制导律控制增益,分别设计了含复杂动态特性补偿的最优制导律,分别给出了Kalman滤波器和扩展Kalman滤波器实现对常值和蛇形机动目标特性在线估计,仿真证实含复杂动态特性补偿的最优制导律与相应Kalman滤波器组合制导有效地补偿了目标机动、自动驾驶仪动态滞后特性和舵面“错偏”现象造成的脱靶量。为了提高导弹杀伤效果,讨论了含攻击角度约束制导律有限时间控制设计,推广了双积分系统有限时间稳定控制律,结合反馈线性化技术提出了连续有限时间稳定制导律,应用有限时间稳定齐次性理论严格证明了该制导律全局有限时间稳定特性,利用有限时间Lyapunov稳定理论给出了稳定系统停息时间上界的数学表达式,该制导律能够使弹道提前成形,即尽可能早地实现视线角速率和视线角偏差为零。最后,为进一步提高导弹杀伤力,探讨了考虑自动驾驶仪补偿含末端攻击角约束制导律,提出并证明了改进的积分反演定理,在此基础上设计了反演递推制导律,然后进一步应用反演递推方法推导了考虑自动驾驶仪动态特性的含攻击角约束制导律,并通过李雅普诺夫稳定性理论详细地证明了该制导律视线角速率和视线角指数收敛特性,成功地应用于制导弹药六自由度仿真,该制导律取得了更小的脱靶量和角误差且节省了很大一部分能量。本文研究工作为导弹控制系统与末端制导律设计分析等相关问题提供了解决方法,理论分析与数学仿真证实这些方案是有效的、可行的。