火箭弹因其成本低、威力大、操作方便等优点被广泛用于现代战争当中。随着现代军事技术的进步,火箭弹逐渐向着制导化、远程化方向发展。为使火箭弹获得远程打击能力,可借助滑翔增程技术实现,通过合理优化火箭弹飞行弹道,在满足诸多过程约束及末端约束的同时,达到增大射程的目的。针对火箭弹弹道优化问题的研究,是火箭武器领域的重要研究内容,具备很高的研究价值与广阔的应用前景。本文以具备两级火箭发动机的远程制导火箭弹为研究对象,采用滑翔飞行方式增大其射程,重点对火箭弹弹道优化问题进行研究,以射程最大为优化目标,获得火箭弹优化弹道;此外,对火箭弹滑翔段弹道跟踪控制问题进行研究,设计控制器对优化后的飞行弹道进行跟踪。主要研究内容如下:将火箭弹视为质点并建立三维弹道数学模型,对弹道规划问题进行初步的研究与探讨。设计了多组不同初始发射角的抛物线飞行弹道仿真实验,以此研究了发射角对射程的影响;给出了分段攻角控制的火箭弹全程弹道规划方案,确定合适的滑翔段攻角取值实现滑翔飞行并以此增大射程;针对二级发动机点火时刻问题进行研究,仿真结果表明二级发动机在一级发动机关机后间隔一段时间点火比在滑翔起始点点火更有利于弹道射程的增加;针对不同弹道偏角及推力偏差对弹道的影响问题分别进行对比仿真,探讨了其对飞行弹道的影响。设计了基于hp自适应Radau伪谱法的多约束滑翔段弹道优化方案,仿真结果表明伪谱法优化滑翔段弹道射程得到提升。在此基础上针对不同起滑高度、不同末端速度约束对弹道的影响进行仿真,结果表明较低的起滑高度对应的弹道射程较大,且射程指标与末速指标是相互冲突的,无法同时获得最大值。针对射程指标与末速指标相矛盾的问题,设计了基于MOEA/D算法的滑翔段多目标优化方案,仿真结果验证了算法的可行性,但算法实际工作时对计算性能要求高。针对火箭弹全程弹道优化问题,提出了基于伪谱法的分段分目标全程弹道优化方案,以弹道顶点为中间点将全程弹道分为两段,分别以速度最大和射程最大作为优化目标,采用伪谱法进行分段全程优化,仿真结果表明弹道射程有很大提升。对于获得的滑翔段优化弹道,提出了采用升力系数和侧向力系数作为辅助控制量的跟踪控制器设计方法,应用滑模控制理论实现对弹道的跟踪控制。针对系统受到干扰且干扰上界已知的情形,采用积分滑模面与指数趋近律设计了一般滑模跟踪控制器;针对系统受到干扰且干扰上界未知的情形,设计了自适应滑模跟踪控制器。在完成控制器设计的基础上进行仿真实验,结果表明所设计控制器可很好地实现跟踪控制。