固体弹道导弹代表了当今弹道导弹的发展趋势。它是军事大国战略核力量主要组成部分，发展固体弹道导弹也就成了我国拥有足够核威慑能力的主要途径。因为在导弹概念设计阶段导弹的总体性能已基本确定，所以必须提高该阶段工作质量以保证导弹的设计质量。为了导弹设计性能达到整体最优，最大程度挖掘飞行器设计潜能，就要考虑推进系统、气动外形和弹道设计的相互影响关系。这样就产生了固体弹道导弹推进/气动/弹道综合设计问题。本文主要研究同时考虑推进系统、气动外形和弹道三个学科固体弹道导弹一体设计问题。首先要建立导弹的推进系统、气动外形和弹道设计模型，充分了解各分系统设计特点。接着根据导弹设计的技术指标要求，依据最优弹道理论和弹道导弹设计准则确定推进系统、气动外形和弹道设计的概要设计。然后在概要设计的基础上进行优化设计，要建立多变量、多约束优化问题的数学描述并对优化模型进行分析简化，最后应用改进粒子优化算法对优化问题进行优化。采用了最小弹道理论估算导弹关机点速度，根据齐奥尔科夫斯基公式应用拉格朗日乘子法求取了最佳的各级推进剂质量，建立三级固体弹道导弹29个变量、32个约束的优化模型，应用均匀设计试验对优化模型的约束函数、优化变量进行了分析和简化，减少了20约束。根据优化问题的具体特点对粒子群优化算法约束的处理方法进行了改进，从而防止粒子群早熟，提高了算法效率。利用均匀设计表对粒子种群进行了初始化，提高初始种群对设计空间的覆盖性，提高了粒子群的多样性和提高算法的搜索效率。应用粒子群优化算法对三级固体弹道导弹进行了优化，优化结果表明优化后的导弹能很好的满足约束、并且起飞质量导弹最优。