为了提高直升机生存能力，自旋着陆训练在陆航训练中越来越受到关注。在自旋训练过程，尤其是自旋恢复过程，涡轴发动机伴随着极大范围且迅速的旋翼负载变化。假使涡轴发动机在这一过程不能迅速提供足够扭矩，旋翼转子将产生较大的瞬态下垂量，对动力系统、传动系统的安全工作构成威胁。本文从直升机/涡轴发动机综合建模与控制的角度，解决上述问题。首先，本文通过改进直升机/涡轴发动机综合模型，使其可模拟自旋进入/退出过程直升机/涡轴发动机综合系统的动态变化。通过引入动量功率，建立旋翼转子动力学方程，求解自旋过程旋翼转子转速变化。建立了考虑容积动力学的涡轴发动机部件级模型，并开展了稳态仿真及动态开、闭环仿真试验。仿真结果表明，所建立的数学模型在包线范围内有较好的动静态效果。其次，本文提出并设计基于燃油流量和导叶调节的涡轴发动机多回路多变量鲁棒控制规律，实现自旋训练过程中涡轴发动机扭矩快速响应，同时降低旋翼转子瞬态下垂量。采用基于极点配置的H2/H∞鲁棒控制算法，提出并设计了基于燃油流量和导叶调节的涡轴发动机多回路多变量鲁棒控制规律，使涡轴发动机在自旋训练过程中，扭矩快速响应，且旋翼转子下垂量由5%下降至3%以内，并能够显著改善燃油调节动态效果。另外，针对自旋过程，采用基于LMI的H2/H∞鲁棒控制算法设计基于燃油流量和涡轮放气调节的涡轴发动机多回路多变量鲁棒控制规律，并与基于燃油流量和导叶调节的多变量多回路鲁棒控制规律进行了对比。最后，针对直升机变旋翼转速过程涡轴发动机控制中出现的燃油尖峰较大问题，基于ALQR（增广的线性二次型调节器）控制算法，提出并设计基于燃油流量和导叶调节的涡轴发动机双输入单输出鲁棒控制规律，并开展了直升机变旋翼转速直/发综合系统数字仿真试验。仿真结果表明，所设计的控制规律能够实现自由涡轮转速指令跟踪，且能够改善燃油调节动态效果，并进一步降低了涡轴发动机总供油量。