针对高超声速飞行器高精度轨迹跟踪问题，提出一种将滚动时域估计与交互式多模型算法相结合的强机动目标轨迹跟踪算法。给出了半速度系下的高超声速飞行器滑翔段运动模型及量测模型。利用滚动时域估计方法将状态估计问题转化为有约束的优化问题，并充分考虑飞行器滑翔段物理约束。在此基础上，为应对目标不同机动模式，借助交互式多模型算法思想建立模型集对其进行近似。分别在机动模式不变和机动模式突变的情况下对算法进行了验证。结果表明，新算法采用多个模型并行估计，即时调整模型概率后进行融合输出，能够有效避免目标跟踪模型失配，可显著提高对于高超声速飞行器这类强机动目标的轨迹跟踪精度。

针对高超声速飞行器在滑翔段标称轨迹制导过程中的阻力加速度剖面设计问题，提出了一种改进的阻力加速度剖面设计方法。为增大飞行器滑翔段航程，改善飞行状态参数，设计了以能量倒数为自变量的二次函数形式剖面，通过改变剖面中点处阻力加速度值的方式对剖面形状进行调整，以满足高超声速飞行器各项约束。仿真结果表明，与传统二次函数阻力加速度剖面进行对比，该阻力加速度剖面能够增加最大滑翔距离，并改善飞行状态参数，能支持飞行器完成禁飞区绕飞任务。

当柔性航天器工作时，由于液体燃料的晃动与重力梯度等外界环境干扰，导致航天器系统出现强非线性以及强耦合性等特点，因此如何控制其姿态偏转一直是极具难点的问题。为了解决此问题,设计了一种H_{\mathrm{\infty }}状态反馈控制器，重新定义了柔性航天器的动力学模型中的综合扰动项，结合运动学模型描绘了柔性航天器的数学模型表达式。将柔性航天器的数学模型改写成了H_{\mathrm{\infty }}状态反馈控制数学模型。使用数学理论验证了控制器理论可用性，通过仿真软件对处于H_{\mathrm{\infty }}状态反馈控制律下的柔性航天器数学模型进行仿真。结果表明，设计的H_{\mathrm{\infty }}状态反馈控制器可以有效地实现柔性航天器的姿态稳定，振动抑制，具有实际价值。