本发明提供一种马尔可夫跳变双线性系统的最优控制器设计方法，包括：构建马尔可夫跳变双线性系统的系统模型；基于构建的系统模型，构建马尔可夫跳变双线性系统的性能指标；设计适用于马尔可夫跳变双线性系统的改进函数，并根据改进函数推导出适用于马尔可夫跳变双线性系统的黎卡提方程；选取任意一组满足容许控制的控制输入序列，计算初始的状态轨迹、黎卡提方程以及性能指标；计算改进后的控制输入、状态轨迹、黎卡提方程以及性能指标；判断改进后的性能指标是否满足要求，若不满足要求，则重新计算改进后的控制输入、状态轨迹、黎卡提方程以及性能指标；若满足要求，则将改进后的控制器作为马尔可夫跳变双线性系统的最优控制器。