本文以固体发动机方案论证为应用背景,系统开展了基于知识工程的固体发动机设计方法及其应用研究。建立了基于知识工程的固体发动机设计体系框架,给出了固体发动机结构-行为-功能映射关系,分析了固体发动机设计特点和设计需求,提出了解决知识表示、知识获取和知识推理等问题的有效方法,为实现固体火箭发动机设计知识继承提供了有效途径。开展了设计功能域建模研究,得到用于设计推理的量化设计要求。开展了映射关系建模研究,明确了总体和分系统设计推理具体任务,给出解决模型知识和经验性知识获取及表示问题的要点。研究了面向对象的混合知识表示方法。分别提出了量化设计要求语义网表示、材料框架表示、启发性知识定性规则、经验性知识神经规则,给出了发动机总体方案、药型、壳体形状、喷管结构、型面及点火器设计结果决策表等单一知识表示方法。应用面向对象技术对单一知识进行封装,实现了面向对象的固体发动机设计案例表示。研究了专家经验指导下的设计知识获取方法。针对量化参数间映射关系,提出了基于定性推理和基于数据挖掘的启发性知识获取策略。针对设计经验性知识来源,分别建立了面向产品实例和面向领域专家的经验性知识获取策略。为提高知识获取完备性和实现较细获取粒度,结合信息熵技术,提出了实例与专家经验相结合的经验性知识获取策略。研究了基于案例的固体发动机集成化推理方法。为解决相似案例差异性问题,提出了基于划分聚类和模糊神经网络的设计案例相似性检索方法。针对映射关系的模糊性和耦合性,提出了基于神经规则的定性描述量调整和基于定性规则的量化参数调整的案例调整策略。建立了发动机总体和各分系统设计推理流程。针对单室单推力和单室双推力固体发动机,实现了基于知识工程的固体发动机设计应用,方案设计阶段涉及总体设计、装药设计、燃烧室设计、喷管设计和点火器设计等内容。本文研究工作用于固体发动机方案论证阶段,对实现设计知识的继承性、设计思路的广泛性和设计过程的快速性具有重要意义。提出的理论和方法具有普适性,可推广应用到一般工程设计问题。