随着空战环境日益复杂，作战武器性能日益提高，多飞行器协同作战已成为当今复杂空战中主要的作战方式。为了进一步扩大防御面积，提高防御能力，很多国家将多飞行器协同拦截作为一种新式的防御战术。现有的关于多飞行器协同拦截问题的研究大多存在顶层策略与底层方案脱节的问题。实际情况下，必须综合考虑各环节内的影响因素及各子任务之间的关联，才能满足复杂任务的需求。因此，有必要对该背景下关键问题进行归纳，充分考虑问题之间的耦合关系，采取行之有效的方法以提高任务的整体性能。本文以多飞行器协同拦截过程为研究对象，对其中的制导控制问题加以提炼并进行深入研究，主要研究内容包含以下几个方面。首先，针对协同拦截问题是有限时间问题这一特点，对有限时间系统理论进行了研究。介绍了延拓Lp空间内系统性能的输入－输出信号度量及有限时间H∞控制方法；针对离散事件系统，给出了基于混合逻辑动态的有限时间二次型优化方法；另外，给出了多智能体网络的描述方法及一些重要性质，在此基础上，提出了输入约束下的有限时间一致性设计方法。其次，针对多飞行器协同拦截过程中的协同探测问题，提出了基于混合逻辑动态优化的协同探测方法。结合末制导问题的特点，建立了目标－飞行器相对运动模型；引入目标兴趣值及目标年龄的概念，并在此基础上建立了考虑多飞行器信息交换的目标年龄修正模型；基于混合逻辑动态优化的思想，解决了协同探测中目标信息处理频率的优化问题；通过地面机器人实验对协同探测方法进行了验证。再次，针对多飞行器协同拦截过程中的目标分配问题，提出了基于有限时间范数的目标分配方法。结合协同拦截中目标分配问题的特点，给出了目标分配的约束条件及目标分配准则；指出了中末交班误差及目标机动是导致飞行器能量消耗的主要因素，构造了反映能量需求的有限时间范数指标函数，并提出了基于有限时间范数的目标分配方法；给出了有限时间范数性能准则，在此基础上，给出了基于有限时间范数的目标分配问题求解方法。根据目标分配优化结果，多对多协同拦截中的协同制导问题被分解为一对一、一对多及多对一制导问题。然后，针对多飞行器协同拦截过程中的协同制导律设计问题，提出了基于有限时间H∞控制理论的一对多制导方法及基于有限时间一致性的多对一制导方法。建立了一对多及多对一制导的数学模型。基于有限时间二次型最优控制，给出了一对多兼顾准则，并在此基础上，基于有限时间H∞控制理论设计了一对多制导律；此外，考虑飞行器控制输入受约束的情况下，基于有限时间一致性方法设计了多对一协同制导律，并分析了保证同时拦截的多飞行器网络连通条件。最后，对多飞行器协同拦截高超声速目标的过程进行了制导控制设计。结合高超声速飞行器的运动特性，设定了多飞行器协同拦截的条件。在此基础上，针对协同拦截高超声速目标末制导过程中的协同探测、目标分配及协同制导问题进行了优化和制导律设计；仿真结果验证了本文提出协同拦截方法的有效性。