空空导弹作为现代空战中的主要武器,其性能的高低成为决定空战胜负的重要因素。目前,新一代导弹面临诸如非线性特性、通道耦合和各类不确定性等控制难题,采用经典控制理论设计的控制器已经难以解决,而采用H_∞和μ综合等传统鲁棒控制方法设计的控制器存在阶次过高难以工程化应用的问题。本文以经典PID控制器作为系统控制结构,在控制系统设计中考虑系统的鲁棒性能指标,并且采用群智能优化中的非支配排序化学反应优化算法优化控制器参数,以完成鲁棒PID控制器设计。首先,本文建立了样例空空导弹非线性数学模型并对其进行了配平线性化,对各特征点线性化模型进行了操稳性分析、基于奇异值曲线的频域分析和对象不确定性分析,为后续鲁棒PID控制器的设计提供了基础。其次,通过对线性模型纵向通道的鲁棒控制器设计获取权函数,权函数在鲁棒PID控制器设计过程中用于计算鲁棒性指标。由于权函数的选取没有一般性的理论指导,因此提出群智能优化中的化学反应优化算法优化设计满足控制要求的权函数。再次,在Raytheon驾驶仪控制结构下,同时考虑闭环系统鲁棒性,应用上述优化所得权函数完成样例空空导弹鲁棒PID控制器设计。并且提出了一种非支配排序化学反应优化算法用于控制器参数的优化设计,针对H_∞和μ综合控制方法的特点分别对算法进行了改进,并从时域和频域分别分析了鲁棒PID控制器的性能。最后,采用样例空空导弹非线性六自由度模型,对闭环系统的控制性能进行了综合仿真验证。通过参数插值方法得到了特征点间的控制参数,采用给定典型输入信号验证了系统的标称性能,并对其气动参数的主项和交叉项进行拉偏以验证其鲁棒性能。仿真结果表明,本文提出的基于群智能优化方法所设计的样例空空导弹鲁棒PID控制器性能满足要求。