日益复杂的战场环境对空空导弹控制器设计提出更高要求，导弹控制器必须在导弹飞行的全弹道内保持鲁棒性。经典导弹控制器设计方法已经越来越不能满足这个要求，而鲁棒μ综合方法可以在设计过程中融入被控对象的不确定性，并具有将系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能同时分析的优势，成为解决新一代空空导弹控制器设计的新手段。首先，建立了样例空空导弹从有动力飞行到无动力飞行的数学模型；在性能分析的基础上对各种不确定性进行分析计算，对多个线性化工作点使用μ综合方法设计俯仰/偏航和滚转通道的μ综合控制器，并采用鲁棒μ分析的手段对控制器进行鲁棒性验证。其次，针对μ综合控制器设计中性能权函数参数设计困难，采用粒子群优化算法对性能权函数进行自动寻优设计；针对寻优设计中过早收敛而不能达到最优解的问题，提出两种改进的粒子群优化算法；测试函数和仿真试验结果表明，改进后的算法具有更高的效率和更好的寻优能力。再次，为了在全弹道内保持控制器的优良性能，采用混合调节方法和D调度方法设计并实现了μ综合控制器之间的增益调度，通过对不同方法优缺点和仿真结果的对比，验证混合调节方法更适合全弹道空空导弹控制器。最后，对本文所设计的μ综合控制器进行了全弹道半物理实时飞行仿真试验验证，分别从定点线性仿真和全弹道非线性仿真的角度，验证了所设计控制律和增益调度策略的正确性、有效性和实时性，为将鲁棒μ综合控制器实际应用打下坚实基础。