航空发动机是一种结构高度复杂的推进力装置,代表着国家工业发展水平。因其结构复杂,工作环境多变且飞行包线宽广,对于控制器的设计有着严苛的要求。为了充分发挥航空发动机性能,本文开展了先进控制算法相关研究。本文通过改良起动控制和慢车以上状态控制方法,优化涡扇发动机性能。本论文具体工作安排如下:（1）研究了航空发动机部件级建模相关知识。分别介绍了发动机基本结构,非线性模型的部件参数计算流程以及共同工作方程。其中涉及大量的气动热力学、容积动力学和各种守恒方程相关知识。基于最小损失法进行压气机特性拓展,实现了航空发动机起动过程动态仿真,这为后续控制算法研究搭建了仿真平台。（2）基于改进优化算法设计转子加速计划,完成航空发动机起动过程全闭环跟踪控制研究。首先针对航空发动机起动过程中易出现涡轮前温度超限和压气机喘振问题,引入了竞争粒子群算法。之后对传统竞争算法进行多方面的改进,并基于优化结果进行N-dot闭环控制计划研究。N-dot（转子加速度（?））思想与自抗扰控制算法（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）结合,增强了控制系统的跟踪性能。研究结果表明优化算法保证了航空发动机安全供油,同时又缩短了起动时间。闭环控制保证了起动过程加速性能的一致性,能快速响应瞬态性能。（3）利用小扰动法线性化航空发动机慢车以上非线性模型,并且在MATLAB平台上通过线性拟合完成了相应LPV模型的设计。通过误差分析可知LPV模型和非线性模型慢车以上性能保持一致性。将串级结构与ADRC算法相结合,提高了航空发动机稳态的扰动抑制能力和瞬态的跟踪性能,同时证明了该改进方法对模型不确定性具有很强的鲁棒性。通过结合软切换和增益调度,保证了航空发动机在各个稳态单点都具有很好的控制性能,同时减小了控制器之间的切换扰动。最后提出了一种集串级ADRC-ID、MPC和软切换思想于一体的混合控制策略。通过实现ADRC-PID和模型预测控制（Model Predictive Control,MPC）之间的软切换获得更强的控制效果。仿真结果证明这种方案具有ADRC-PID的强抗扰性和MPC的快速收敛性。