在当今科技迅速发展时期,世界各国都在抢抓机遇,加速本国在社会各方面的科技投入。特别是在军事方面的投入更关系着一个国家的命脉。进入21世纪,航空宇航的技术发展迅速,其实力直接能体现出一个国家的军事和科技实力。而近些年来,为了抢夺位于20km到100km这一尚处于空白空域的控制权,高超声速飞行器成为世界各国的研究重点。美俄等发达国家依靠其强大的工业和技术基础在这一领域走在世界的前列,我国虽然在这一领域取得了不小的成就,然而其绝对差距仍然没有减小,别人没有停止不前,我们还需要进一步发展,迎头赶上,甚至是完成超越。本文以吸气式高超声速飞行器为研究对象,在简化模型的基础上对其气动特性和控制方法进行了研究。首先,通过激波和膨胀波的相关理论,通过机理分析法对作用在高超声速飞行器上的气动力进行了分析,并在此基础上推导出了吸气式高超声速飞行器的纵向模型。通过相关文献对以上结果的曲线拟合结果,对模型进行了化简,得到了用于控制的模型。然后,针对简化后的模型利用小扰动线性化法和固化系数法,对处于平衡点的高超声速飞行器非线性模型进行了线性化,并在此基础上对其长短周期运动模态、气动力耦合,弹道角和姿态角解耦,静不稳定性和非最小相位系统进行了仿真研究。最后,针对纵向平面静不稳定特性设计了状态反馈控制器,俯仰角稳定回路和攻角稳定回路。针对高超声速飞行器强耦合和强非线性的特点,在忽略了气动力中弹性变量影响的基础上,基于反馈线性化的原理设计了最优控制器,使其能够跟踪指令速度和指令高度。