航空发动机是飞机的“心脏”,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,其重要性和研制难度不言而喻。2016年,航空发动机和燃气轮机国家科技重大专项被列为“十三五”规划中100个重大工程及项目之首。航空发动机控制系统是发动机系统的重要组成部分,对保证发动机安全性、可靠性、经济性等起到举足轻重的作用。在控制律设计开发过程中,过渡态控制占用了总周期的近3/4。这是因为过渡态控制覆盖了若干不同的稳态工作点,本质上又属于非线性,而且它必须保证发动机不超过工作极限范围。因此,航空发动机过渡态控制直接影响飞行安全及发动机使用寿命。本文针对航空发动机过渡态控制设计开展研究,主要工作如下。首先,搭建控制器设计及验证的数字仿真环境,并开展了仿真平台建设工作。介绍全权限数字控制系统协同设计综合平台（FADEC Works,FWorks）。介绍了平台的架构及功能;并为平台开发了“多用户协同设计”和“控制器在线替换”两个功能模块,给出了工作流程图并完成了软件实现。FWorks集成了多个发动机部件级模型,支持控制器/执行机构/传感器模型的在线替换,且允许多用户同时、异地、协同设计。利用该平台,研发人员可以进行FADEC系统的协同设计、分析、集成和验证。然后,提出一种航空发动机过渡态控制设计的新方法,并为JT9D发动机模型设计了控制器。采用基于模型的设计（Model Based Design,MBD）方法,将JT9D发动机模型集成至FWorks平台。介绍了JT9D部件级模型的建模方法、计算原理,定义了模型的输入输出接口,然后将Simulink模型生成嵌入式代码并集成至FWorks,从而实现了发动机模型的实时仿真。接着,以JT9D为对象,详述航空发动机控制器设计方法。首先设计了控制器总体架构,并将其分解为稳态\过渡态控制两个模块。针对稳态控制,开发了“航空发动机稳态控制器设计工具V1.0”,利用该工具可极其方便地求解发动机包线内各工况点的线性化模型并设计控制器,实验表明,该工具求解时间小于1 s,求解精度高达10^-6;针对过渡态控制,重点介绍本文提出的最优加速调节计划设计的变量替换法,基于该方法和粒子群算法设计了控制器。仿真结果表明,与TTECTrA软件中加速调节计划设计方法相比,发动机慢车至最大转速的加速时间由2.72 s缩短至2.1 s,减少了22.8%。最后,基于嵌入式实时处理系统CompactRIO和虚拟仪器语言LabVIEW,搭建了航空发动机过渡态控制的快速原型,并完成了过渡态控制的硬件在环仿真。结果表明,过渡态过程中发动机不会超过其工作极限范围,从而验证了本文设计的航空发动机过渡态控制算法的有效性。