高超声速飞行器在未来航天和军事发展中拥有不可估量的潜力。因其受到飞行条件复杂、机身发动机一体化外形结构等因素影响,使其拥有独特的动力学特性,给控制系统设计提出了新的挑战。本文针对高超声速飞行器复杂的模型特性,为控制一体化设计构建了一套考虑飞行条件、设计参数与本体控制性能的建模和性能分析方法,通过综合多约束的控制指标确立了可行的折衷设计方案,为高超声速飞行器控制一体化设计提供好的研究对象。论文主要由建模和模型性能分析两大部分内容组成,具体工作如下:高超声速飞行器建模工作是获得类X-43A构型的模型数据库,并推导出适合控制一体化设计的代理模型,可分为三个部分。第一部分是高超声速飞行器几何参数化建模,采用状态类型函数(CST)法确定几何外形;第二部分是在外形基础上采用面元法和工程估算方法,获得了气动力、力矩和推力,构建了给定飞行范围的高超声速飞行器模型数据库;第三部分是针对模型数据库,采用模型数据拟合和机理推导两种方法建立飞行器的代理模型,兼顾模型精度和效率的同时赋予了代理模型实际物理含义,沟通了代理模型与飞行条件、设计参数的联系,为高超声速飞行器模型性能分析提供理论依据。高超声速飞行器模型性能分析方面综合考虑了飞行条件、设计参数与本体控制性能的联系,找出满足多约束条件下控制一体化设计的折衷方案。首先,分析了高超声速飞行器模型气动导数、不稳定零极点、鲁棒性、带宽、零可控区域、过载、航迹角延迟和瞬时旋转中心等控制相关性能;然后,确立了不同飞行条件下多约束条件,给出了满足折衷性能的飞行范围;最后,对高超声速飞行器模型进行基于变参数的性能分析,考虑重心、质量、舵面位置和舵面大小变化对模型性能的影响,提出了满足多约束条件下模型性能的折衷设计方案,得到了可行的综合设计结果,通过飞行条件和设计参数的双重迭代优化,为高超声速飞行器控制一体化设计提供了好的建模和模型分析方法。