与常规的打击弹药及高超声速导弹相比,高空高速对地/对海打击弹药飞行速度较快、飞行空域较大,打击能力较强,打击效费比高,因而使得世界各国对其展开了广泛而深入的研究。本文对高空高速弹药的飞行能力预示、在线轨迹规划和制导及强抗扰控制技术进行探索,为实现高空高速弹药自主高效任务执行能力提供技术支撑。第一,本文针对国内外的高空高速打击弹药发展现状展开了较为详细的调研,然后对现有的弹道规划与自适应制导和抗扰控制方法分别进行了深入的调研分析。第二,介绍了高空高速弹药总体方案,明确包括打击弹药质量、发射位置、任务剖面等参数;建立了高空高速弹药六自由度动力学模型,为飞行能力预示、轨迹规划与制导和自抗扰控制研究奠定基础。第三,考虑基于实时飞行状态的飞行能力预示需求,采用最优控制理论建立高空高速弹药控制模型并推导倾侧角最优控制律,将给定纵程的最大横程问题求解转化为两参数搜索问题;为降低参数搜索复杂度,设计了一种非可达目标点最近距离求解方法,从而将飞行器能力预示问题转化为一系列单参数搜索问题,在线飞行能力预示的可行性显著提升。通过仿真计算分析,结果表明,飞行能力预示方法能够快速预示可达飞行距离包络,具有工程可行性。第四,由于飞机投放状态和离线标称轨迹初始状态存在偏差,为满足对目标的打击需求,研究在线轨迹规划和闭环制导。首先分析飞行过程性能指标、约束条件等,建立轨迹优化模型,设计基于伪谱反馈的在线轨迹规划方案;为了实现高精度轨迹跟踪的目的,在自适应动态面方法基础上构建了轨迹跟踪制导方案,确保大偏差和参数不确定的前提条件下轨迹跟踪精度。仿真表明,在线轨迹规划效率高,且大偏差和不确定条件下轨迹跟踪误差小,满足精度需求。最后,为实现高空高速弹药在结构参数不确定和气动参数不确定条件下的姿态稳定控制,对姿态动力学进行了小扰动线性化,对线性系统进行DR-PID控制器设计。为降低离线设计任务量,基于自抗扰控制理论设计自抗扰姿态控制系统,实现对指令的快速无超调高精度跟踪,并对这两种控制系统的有效性进行了仿真验证。