本文以大气层内的防空拦截导弹为对象,使用直接侧向力与气动力复合控制建立系统,并针对系统的非线性特性与快速响应等要求,采用预测控制方法,进行直接侧向力姿态控制律设计。具体完成了以下几方面的研究:首先,分析研究非线性预测控制方法。在介绍预测控制的基本原理和总结预测控制的三大本质特征的基础上,给出了预测控制一般的计算步骤;分析了非线性预测控制的研究方法,并详细讨论了基于特殊模型、神经网络和组合模型的非线性预测控制方法。其次,建立拦截弹数学模型。在分析了作用在导弹上的气动力与力矩、直接侧向力与力矩的基础上,对带有侧向喷流装置的拦截弹非线性数学描述进行了推导,从而建立导弹的非线性模型。然后,设计直接侧向力姿态控制律。针对制导末段过载指令幅值大、调节时间短的情况,对复合控制方式进行了分析,设计复合控制策略,就各段对直接侧向力控制律和气动力控制律以进行了设计;利用基于输出预测控制方法,对单通道系统和存在自旋的双通道系统的姿控发动机控制律进行设计。最后,进行了系统仿真和分析。为证明设计方法的有效性,针对所设计的气动力、直接侧向力控制律,在Matlab下建立了设计程序,并进行了仿真验证。仿真结果表明,在传统防空导弹的基础上,增加侧向喷流发动机装置,可以有效提高导弹的响应速度,从而提高导弹的机动性能。