超声速巡航导弹具有强耦合、快时变等特点，其控制器的设计是理论研究和工程设计的难点。本文以超声速巡航导弹为研究对象，针对该导弹爬升转平段姿态控制系统的强耦合性，进行控制律设计方法的研究。首先，设计了导弹典型的爬升转平段弹道。根据飞行力学，建立了导弹的三通道耦合非线性模型，并根据导弹的特点，对模型进行了小扰动线性化简化，同时分析了模型的耦合特性，为控制器的设计奠定了基础。其次，研究了基于动态逆与变结构控制理论的控制器设计方法。针对导弹的非线性耦合模型，通过动态逆方法进行解耦，然后对解耦后的子系统分别采用变结构方法进行控制器设计。在控制器设计的基础上，对控制器的控制效果进行了定点仿真分析，结果表明，该控制器能够较为准确地跟踪指令信号，具有较好的控制效果和鲁棒性。再次，研究了基于模型参考的自适应变结构控制器设计方法。针对导弹的小扰动线性化模型，采用模型参考的设计思想，设计了变结构控制器，并对控制器进行了定点仿真分析，仿真结果表明该控制器具有较好的控制效果和鲁棒性。最后，基于两种控制律设计方法，进行了理想条件下和干扰条件下的导弹爬升转平段空间弹道仿真，验证了两种控制方法设计的正确性、解耦效果和鲁棒性，并对两种方法进行了比较。分析结果表明，基于动态逆与变结构的控制器设计方法具有解耦能力强的优点，而基于模型参考的自适应变结构控制器设计方法鲁棒性更好，更利于工程应用。本文研究的两种姿态控制器设计方法考虑了超声速巡航导弹模型的特点，具有一定的理论意义和工程应用价值。