现代运载火箭需要采用更强大的动力系统以满足运载能力的需求,但动力系统故障对发射任务的影响尤为严重,尤其是发动机发生故障时,传统基于标准轨迹的摄动制导方法难以修正较大幅度的轨迹偏差。为保证运载火箭在动力故障发生时能自主完成重构,确保运输任务的完成,因此需要提出可自适应动力系统故障的制导方法。本文以某两级运载火箭为研究对象,分别针对其大气层外和大气层内的动力系统故障,采用入轨点自适应更新迭代制导和基于间接法轨迹在线优化及闭环制导的自适应制导方法,完成了运载火箭上升段动力系统故障下的自适应制导研究。首先,系统调研了国内外运载火箭上升段动力故障的案例及其影响,分析了国内外大气层外自适应制导的相关研究和发展现状,调研了国内外基于间接法轨迹在线优化及闭环制导的相关研究现状。其次,研究了运载火箭上升段的动力学建模问题。定义了常用的坐标系,并给出各坐标系间的转换关系;在发射惯性坐标系下推导运载火箭的三自由度动力学和运动学方程,同时给出动力系统故障的几种模式,作为后续研究的基础。然后,对大气层外入轨点自适应更新迭代制导进行了较为深入的研究。采用简化推力方向指令迭代制导方法,给出剩余飞行时间估计、引力积分预测、推力积分预测及入轨点纬度幅角更新的实现方案。通过一系列大气层外动力系统故障仿真实例验证了大气层外入轨点自适应更新迭代制导的有效性和可行性。最后,开展了大气层内轨迹在线优化及闭环制导方法研究。基于间接法理论推导了运载火箭大气层内上升段最优体轴方向、协态变量微分方程及终端边界条件的具体表达式。研究了数值求解Hamiltonian两点边值问题的有限差分法,求解非线性代数方程组的改进牛顿迭代法,并研究了以真空解析解为基础的牛顿迭代初值选取及考虑大气作用的参数同伦算法。实现了大气层内各种动力系统故障条件下的仿真,并验证了基于间接法轨迹在线优化及基于线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)的轨迹跟踪闭环制导方案的有效性和合理性。