航空发动机因工作包线宽广、工作环境多变,以及强非线性和不确定性等特性,其控制系统设计要求严格。航空发动机控制系统的研究工作一直备受航空领域和控制应用领域的重视,其中结合自适应控制的算法被认为是未来发展的趋势。因此,本课题以某型双转子涡扇发动机为被控对象,开展无模型自适应控制算法研究以及搭建硬件在环仿真系统。最后,通过开展硬件在环试验,为所研究的控制算法的实际应用提供可行性验证。本课题主要工作如下:（1）研究航空发动机非线性数学模型的建模方法。在分析航空发动机各部件组成后,介绍各部件性能参数的计算。在部件级建模方法的框架下,基于气体动力学、热力学等基础定理,建立各部件的数学模型。最后,根据功率守恒、能量守恒和流量守恒方程,对各部件的非线性方程进行联立求解,得到表征航空发动机特性的非线性数学模型,即为本文的被控对象。（2）研究基于无模型自适应控制算法的航空发动机控制方案。首先设计航空发动机控制方案,主要包括主回路控制器和执行机构回路控制器。执行机构控制器采用PI控制算法。主回路控制器是在无模型自适应控制算法的基础上结合了比例控制和抗饱和方法。接着,证明了主控制器的误差收敛性问题。最后,开展数值仿真进行验证。通过仿真结果可以得出,相比于原无模型自适应控制方法,该控制方法在多工作点、存在噪声或时延环境下的稳定性和快速性均得到改善。（3）搭建硬件在环仿真系统。首先基于系统需求设计总体方案,接着对系统的硬件组成和软件方案进行详细的介绍。其中,硬件设备主要由工控机、计算机、反射内存卡和光纤组成,主要作用是为控制器、发动机相关程序提供实时运行环境,并实现控制系统内部的实时通信。软件系统主要包括模型软件和上位机监控软件,模型软件主要完成模型间的数据通信以及模型启停和运行控制等相关操作,上位机监控软件主要完成对模型输入输出数据的更新显示、控制系统输入指令的给定、运行曲线的绘制和模型软件的启停控制等。（4）开展硬件在环仿真试验。在完成系统通信验证,确保系统能够进行实时通信的前提下,将已经完成数值仿真的控制系统进行系统拆分、模型封装、注册。接着通过上位机监控软件完成模型的启动,并给定油门杆角度、飞行高度和马赫数等指令进行硬件在环试验。最后,通过分析试验结果,验证了本课题所搭建的硬件在环仿真系统的实时性以及所研究无模型自适应控制方法的工程应用价值。