现代作战要求系统的反应时间越短越好,高超声飞行器可以有效地缩短反应时间,无论是对于攻击方还是防御方都是主要的发展方向。与其他种类的飞行器不同的是,高超声速飞行器飞行环境的变化范围相当大,从而导致其动态特性在飞行期间很容易变化。另外,机体和推进系统之间的耦合,长期飞行在大的高度和马赫数下,使得该类飞行器对于气动状况等条件的剧烈变化非常敏感。在飞行期间高超声飞行器还会受到结构和推进动态特性及两者耦合的影响,同时其气动特性以及推进特性为不确定的,在某些条件下会变得难以估计。这些因素使得高超声飞行器具有非常复杂的模型以及非常多的变量,并且输入和输出之间存在很强的耦合。所以,为了保证飞行器顺利地完成飞行任务,需要对其设计有良好控制能力以及强鲁棒性的控制器。为了掌握高超声飞行器复杂的动态特性,本文首先研究了高超声飞行器机体/发动机一体化结构特点及其对飞行器飞行特性的影响,在此基础上,进行了高超声飞行器的建模和气动特性的分析,与国内绝大多数与高超声飞行器有关的文章不同的是,本文所建立的模型的微分方程包括刚性和弹性模态。通过对高超声飞行器纵向模态进行小扰动线性化的处理,分析其极点情况和系统的稳定情况,进一步加深了对高超声飞行器特性的了解,掌握了所控对象的基本特性。在以上工作的基础上,本文为高超声速飞行器设计了结合动态逆和反步设计方法的控制器,来保证系统的稳定,解决了高超声飞行器模型不确定以及非匹配不确定带来的问题,并基于李雅普诺夫稳定性理论和LiSalle不变集定理证明了设计方法的稳定性。仿真证明了所设计控制方法的有效性,并分析了设计过程中存在的不足,提出了对下一步工作的展望。