齿轮传动涡扇(Geared Turbofan Engine,GTF)发动机作为未来大涵道比民机的研究方向之一,拥有广泛的市场应用前景。而大型商用发动机在大范围长时间的运行中会碰到各种类型且无法预知的干扰,这些干扰现象对于保证发动机的稳定性、飞机的安全性、乘客的舒适性提出了很大的挑战,所以对于发动机中的干扰问题和抗干扰控制的研究显得尤为重要。本文针对齿轮传动涡扇发动机开展了发动机部件级建模、发动机中的干扰建模以及抗扰算法的研究工作,并进行了全数字仿真平台和硬件在环仿真平台的集成与验证工作。具体研究内容如下:首先,建立了齿轮传动涡扇发动机部件级模型和线性化状态空间模型。根据基于模型的设计(Model Based Design,MBD)方法使用T-MATS工具箱的部件模块和仿真构架,建立齿轮传动涡扇发动机慢车以上状态的部件级模型。通过非设计点处数据对比验证部件级模型的合理性和准确性。通过小扰动法和拟合法建立齿轮传动涡扇发动机的线性化状态空间模型,仿真结果表明部件级模型和线性化后模型的误差很小,为下文设计抗扰控制器提供良好的基础。接着,对航空发动机中存在的干扰现象进行分析定义和建模,并研究系统开环运行时各种干扰的影响。针对大气湍流干扰,利用Kopasakis提出的基于Kolmogorov频谱改型方法建立大气湍流时域模型;针对功率提取干扰,借鉴混合动力发动机结构,根据电机和锂电池原理建立功率提取模型;针对引气干扰,根据引气机理建立引气系统模型。分别研究各类干扰作用的机理和对发动机的影响。所建干扰模型的可信度较高且通用性强,方便未来对干扰模型的深入研究和改进。再次,分析H_∞控制理论、自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)理论抗扰原理并进行了LADRC、PI、H_∞闭环转速控制器设计和抗扰算法对比研究。调节各类控制器参数使其在面对单位阶跃指令时具有大致相同的上升时间、信号跟踪能力以及控制能量。进而对比三类控制器在发动机不同状态点、不同干扰因素下的转速抗扰效果。结果表明LADRC这类主动控制方法较传统的PI、H_∞等被动控制方法具有更好的抗扰性能,保证了发动机的平稳安全运行。最后,实现了模型和控制算法的全数字仿真平台和硬件在环仿真平台的集成与验证。将基于MBD方法设计的模型和控制器集成到FWorks全数字仿真平台进行测试,验证了模型代码和控制器代码的合理性和准确性,为硬件在环平台集成验证提供保障。通过按照规范设计流程的准备工作,最终实现LADRC、PI等算法的硬件在环仿真以及GTF发动机的干扰测试。仿真结果表明LADRC控制这类主动控制方法比普通被动控制在真实控制器中同样具有更好的抗扰性能。