航空发动机作为飞行器的主要部件,具有极大的研究价值。随着航空发动机的结构越来越复杂,对控制系统的要求也愈来愈高。本文以某型涡扇发动机作为研究对象,分别从基于能量切换的角度和调度方式切换的角度,来研究航空发动机的转速控制问题。直接利用航空发动机的部件级模型,设计出多马赫数变化下满足无超调性能的切换控制器;用插值和拟合的方法建立航空发动机的LPV模型,为基于不同调度方式的LPV模型设计H∞控制器,研究调度方式对发动机闭环性能的影响,进而根据分析出来的规律,设计调度方式的切换规则,从而改善航空发动机的动态性能。本文的主要工作包括:首先,考虑马赫数对平衡流形的影响,设计依赖马赫数的无超调切换控制器。使用航空发动机部件级模型的试车数据,在不建立航空发动机的数学模型下,利用依赖马赫数的目标能量,设计了一种在整个飞行包线内无超调的切换转速控制方法,从理论上保证了航空发动机速度调节过程的快速性和无超调的性能。设计的过程中考虑马赫数对系统目标能量的影响,改进了原有的控制器的切换规则,同时引入一个调度变量来改善系统控制的性能。在航空发动机部件级模型上的仿真结果验证了该方法的有效性。其次,我们研究了航空发动机LPV模型在不同调度方式下的模型精度、依据不同调度方式下的LPV模型分别设计H∞控制器并分析它们的性能。建立以某型涡扇发动机的转子转速为调度变量的LPV模型,通过仿真和航空发动机的内部结构特性分析出了不同调度变量的选取对发动机LPV模型稳态误差的影响。在多调度方式下设计了H∞输出反馈控制器,研究不同调度方式下,整个闭环系统的性能,通过仿真比较得出了当调度变量变化快(慢)时,LPV系统的响应速度也更快(慢),产生的超调大(小)的结论。最后,给出了基于不同调度方式LPV模型的多个H∞控制器的切换规则。基于以上关于调度方式的分析讨论及仿真验证的结果,我们提出了一种控制器调度方式切换的方法,使得航空发动机在调速过程中不仅有较快的响应速度,而且只产生少量或者没有产生超调,通过仿真实例验证了这个方法的有效性。