主动流动控制是流体力学研究的重点和前沿,合成双射流激励器作为一种优越性能的主动流动控制技术目前已经在多个领域得到研究,但在应用于高速流动控制时其仍存在一些不足之处,已有的合成双射流矢量控制方法机构复杂、响应慢,超声速流场控制力有限等。对于矢量控制方法的缺陷,提出一种电信号控制合成双射流矢量特性的方法;针对超声速流场控制力不足,设计了一种能够利用流场自身能量的自维持合成双射流激励器,并将其应用于增强凹腔掺混和激波控制。通过调制激励器驱动信号的非对称性,实现了射流的矢量控制。采用粒子图像测速流场显示技术(PIV)研究了不同波形电信号、驱动参数以及激励器出口构型对射流矢量偏转特性的影响。合成双射流偏转角度随驱动信号占空比和振幅比增加呈先增大后减小,存在一个最佳驱动信号使得射流偏转角度最大;合成双射流偏转角随驱动电压先增大后减小,对于驱动频率而言,在振动膜共振频率附近存在一个最小偏转角。通过数值仿真,分析了合成双射流流场的压力变化和涡量变化,探究了合成双射流偏转的机制。为了改善燃烧室凹腔与主流的掺混性能,分别利用凹腔后缘激波增压和来流动压两种能量来源设计了自维持合成双射流。并通过数值仿真分析了两种方法的控制效果。在相同工况下,激波增压式自维持合成射流能量更大,对凹腔质量交换特性改善更显著。此外,激励器出口位置分布对控制效果影响较大,当激励器出口位于凹腔底部中间位置时,质量交换率最大能够提升49%。在相同来流条件下,凹腔长深比越大,控制效果越显著,自维持合成双射流能使长深比L/D=7.76的凹腔质量交换率提升115%;对于同一凹腔,随着来流马赫数增加,激励器对凹腔质量交换特性控制效果提升更为明显。研究了自维持合成双射流对于压缩拐角激波的控制特性,在来流马赫数为5的风洞中,通过高速纹影技术观察了自维持合成双射流激励器驱动频率、入口尺寸等参数对激波控制效果的影响。自维持合成双射流能有效控制斜劈产生的激波;改变合成双射流激励器入口大小,自维持射流的强度随入口的增大而增强,减弱甚至消除斜劈激波,斜劈表面的压力随入口增大而减小,最大能使压力减小46.5%。