航空发动机控制系统建模和基于模型的故障诊断及容错技术是航空发动机可靠性工程中重要的研究方向之一。论文研究从工程实际需求出发，建立了某型弹用涡扇发动机性能仿真模型，构建了发动机控制系统仿真平台；设计了神经网络映射PID控制器；给出了发动机传感器故障容错控制方案，为某型导弹性能改进及故障诊断奠定了理论与工程基础。本论文的主要工作如下：　　 1、建立了某型弹用涡扇发动机控制系统仿真平台，并对其进行仿真验证分析。利用平衡流形建模理论分别建立了航空发动机转速回路、温度回路和压气机喘振裕度的平衡流形模型，这些模型为后面进行转速回路、温度回路和喘振裕度回路测量、调节、保护控制打下很好的基础。在这些模型基础上，结合进气道、传感器、执行机构和控制模块，建立了弹用涡扇发动机控制系统仿真平台，在典型工作环境和控制任务下进行了仿真。　　 2、以某型弹用涡扇发动机平衡流形仿真模型为控制对象，提出了一种神经网络映射PID控制器设计方案，并给出了具体的设计方法。在分析多种方案的基础上，结合发动机自身特点，给出利用神经网络映射PID控制方案来改进某型弹用涡扇发动机控制系统性能，并给出了神经网络映射PID控制器的具体设计方法。在全飞行包线范围内，对基于神经网络映射PID控制器的涡扇发动机控制系统进行了仿真。　　 3、提出了一种用于控制系统设计的指标分量归一化方法。实现了指标分量量纲的统一，解决了常用的ITAE形式多目标指标函数中各个指标分量的量纲不一、不便统一比较、指标分量权值大小选取缺乏直观性等问题，同时也使归一化后目标函数的物理意义更加清晰，权值大小更直观反映对各指标分量的侧重程度，为权值选取提供方便。并将该方法应用于某涡扇发动机PID控制器参数的优化设计，取得满意的优化效果。　　 4、结合某型弹用发动机工程实际需求，设计了传感器相对独立的FDIA(faultdetection，isolation and accommodation)方案，即以发动机平衡流模型为参考模型，建立了相对独立的传感器FDIA分析模块。该方案既能保持故障容错算法的简单直观特性，便于编程实现，计算量小，又能有效而直接地对传感器故障定位，有效地避免了故障传感器对其它传感器故障分析的影响。该方案克服了基于Kalman滤波器簇常用方法计算量大的不足，更适合于弹用发动机控制系统的使用要求。　　 5、深入研究了传感器参与发动机不同控制模式的使用特点，设计了多传感器容错控制系统，对单个或多个传感器发生不同故障情况的容错控制效果进行仿真，结果表明传感器容错控制系统具有良好的实时性与准确性。