在当今世界石油资源短缺、环境污染加剧的严峻形势下，开展天然气汽车关键技术研究与产品开发，具有重要的理论意义和工程应用价值。而如何改进天然气发动机的结构，提高其电控系统的控制效果，充分发挥天然气发动机的优势，成为天然气汽车研究的热点。本文运用现代计算机仿真技术，对天然气发动机系统建模、仿真和控制算法进行了研究，主要内容包括：　　 论文首先介绍了发动机数值计算的发展历程，以及相应的数学模型和求解方法，分析了随之发展起来的用于汽车模拟计算的多种仿真软件及其性能特点，确定了建立基于MATLAB/Simulink的天然气发动机分缸模型的研究方案。　　 论文根据发动机数值计算方法和描述缸内工作过程的微分方程，利用Simulink建立了天然气发动机的分缸模型，主要包括进气、传热、排气、燃烧等子模型。完成了辅助系统的建模，主要是涡轮增压器和部分传感器的模型。将仿真结果与台架试验结果进行对比，验证了模型的准确性。　　 论文介绍了谐振进气的原理和计算进气歧管内气体波动的不同方法，应用MATLAB GUI建立了谐振进气系统模型，用来计算谐振管长度与谐振转速对应的数量关系。　　 论文在对发动机点火提前角控制策略进行分析和研究的基础上，完成了基于工况的点火提前角控制器的设计，通过基于模型的仿真实验，验证了控制算法的有效性。　　 最后，对发动机仿真测试平台的功能需求进行分析，在此基础上，设计了发动机仿真测试平台并实现了相应功能，完成了平台的仿真实验。整个测试平台包括发动机模型、控制算法、模块库及用户界面等。