超声速飞行器的飞行空域和速域的范围较大,在飞行过程中受到复杂大气环境等不确定因素的影响,因而在该过程中飞行要素变化剧烈,其动力学模型本身具有很强的非线性和时变特性。超声速飞行器模型所具有的以上特性对飞行器的控制系统设计带来了很大挑战,需要有针对性地寻找出合适的控制策略并加以研究。自抗扰控制是一种新型控制方法,该控制方法将控制对象的内部和外部的不确定性作为一种总的扰动,通过扩张状态观测器对这个扰动的总和进行实时观测和补偿,从而使控制器获得了良好的鲁棒性,实现了对具有非线性及时变特性目标的有效控制。本文首先针对自抗扰控制器的基本控制理论展开相关研究,在该研究的基础上,对自抗扰控制器的参数整定方法开展相关的研究。通过理论方法寻找控制器参数优化的初值,选定初值后采用免疫粒子群优化算法进一步寻优,由此提出一套完整的自抗扰控制器参数优化方法。应用该方法优化控制器参数并将该控制器应用到超声速飞行器控制中,通过弹道程序的仿真验证了所设计的控制器能够对超声速飞行器这一时变非线性对象具有良好的控制效果。