随着临近空间飞行器的快速发展,单枚拦截弹高效拦截目标变得越来越困难,难以适应未来战场的需求,因此,临近空间多拦截弹协同拦截更加符合未来的发展趋势。多枚拦截弹之间通过信息交互和共享实现功能互补,能够极大加强拦截弹的信息对抗能力和拦截能力,而且能够实现单一拦截弹难以实现的任务。本文以临近空间多拦截弹为背景,研究了临近空间多拦截弹协同制导与控制问题,主要研究内容如下:第一,考虑临近空间多拦截弹协同控制对飞行姿态收敛一致的时间要求较高和存在局部通信的情况,研究了一种快速收敛的临近空间多拦截弹协同控制设计方法。首先基于有限时间一致性原理和图论理论,设计了一种基于快速协同律的临近空间多拦截弹协同控制算法,在设计过程中加入快速协同趋近项来处理收敛时间的问题。其次为减少未知干扰对系统控制性能的影响,设计变增益扩张状态观测器对干扰进行在线反馈补偿,同时采用动态面滑模控制律设计拦截弹控制算法。最后通过仿真验证了设计的基于快速协同律的临近空间多拦截弹协同控制算法具有更快速的收敛速度。第二,考虑临近空间多拦截弹协同制导控制系统的收敛速度和制导精度,研究了一种临近空间多拦截弹协同制导控制一体化设计方法。首先基于设计的快速协同律的多拦截弹协同控制算法,引入“领弹-从弹”的模式,并结合自适应控制设计了一种临近空间多拦截弹自适应协同算法,该算法可以通过“从弹”之间的相对位置关系自动调节控制参数,能够保证“从弹”和“领弹”的飞行状态更快速和稳定的收敛一致。其次为提高“领弹”的稳定性和制导精度,在建立通道独立的制导控制一体化模型的基础上,根据拦截弹-目标的相对距离信息采用自适应动态面滑模控制律和变增益扩张状态观测器设计“领弹”制导控制一体化算法,同时“从弹”的控制算法采用变增益扩张状态观测器和动态面滑模控制律设计,在此基础上,考虑了实际执行机构的分配问题,采用优化控制分配技术将期望控制力矩分配到实际执行机构。最后通过仿真验证了设计的临近空间多拦截弹自适应协同制导控制一体化算法具有更好的收敛速度和制导精度。第三,考虑约束条件对临近空间多拦截弹协同制导控制系统的影响,为提高多拦截弹的全方位打击能力和稳定性,基于设计的临近空间多拦截弹自适应协同算法,分别研究了具有攻击角约束和视线角速度约束的临近空间多拦截弹协同制导控制设计方法。在设计有限时间干扰观测器对系统的干扰进行估值的基础上,首先通过引入非奇异快速终端滑模控制律,设计了具有攻击角约束的“领弹”制导控制一体化算法,不仅保证“领弹”能以期望的攻击角拦截目标,还能削弱控制量中的抖振。其次引入障碍Lyapunov函数的设计方法,设计了一种基于非对称障碍Lyapunov函数的“领弹”制导控制一体化算法,通过该算法可以更方便的设置“领弹”视线角速度的约束条件。同时为保证“从弹”的快速性和稳定性,控制算法采用有限时间干扰观测器和动态面滑模控制律设计。最后通过仿真验证了设计的攻击角约束和基于非对称障碍Lyapunov函数的临近空间多拦截弹协同制导控制算法能够使多拦截弹在满足约束条件的要求下实现对目标的拦截。第四,考虑临近空间拦截弹俯仰和偏航通道耦合关系的影响,为提高临近空间多拦截弹的控制性能和制导精度,研究了一种状态耦合的临近空间多拦截弹协同制导控制的设计方法。基于设计的临近空间多拦截弹自适应协同算法,充分考虑了俯仰和偏航通道间的耦合关系,在建立的状态耦合的制导控制一体化模型的基础上,利用变增益扩张状态观测器和自适应动态面滑模控制律设计状态耦合的“领弹”制导控制一体化算法,同时状态耦合的“从弹”控制算法采用变增益扩张状态观测器和动态面滑模控制律设计。通过仿真验证了设计的状态耦合的临近空间多拦截弹协同制导控制算法具有更好控制性能和制导精度。