直升机/涡轴发动机综合优化控制是新一代直升机控制系统的发展方向，如何在保证直升机安全稳定飞行的前提下，提升直升机的机动性能，如何从发动机角度出发提高直升机机动飞行过程中涡轴发动机的功率响应速度及其转速抗扰抑制能力，以及如何充分挖掘发动机的稳定性能潜力是直升机/发动机综合控制系统研究的难点。本文围绕直升机/发动机综合优化控制这一主题，着重从综合控制与实时优化两方面开展研究工作。在综合控制方面研究了直升机/涡轴发动机变旋翼转速控制以及涡轮放气控制方法。首先提出了一种扭矩序列转移控制方案，解决了直升机旋翼转速在大范围内变化实现的问题，针对发动机转速变化以及扭矩扰动问题设计了基于LMI（线性矩阵不等式）方法的H₂/H_∞控制器+ADRC扭矩前馈补偿器的控制方案，最后在直升机/涡轴发动机综合模型平台上进行了数字仿真验证。其次提出了一种新的以涡轮放气为核心的控制方法，解决了直升机在应急状态下作机动飞行时涡轴发动机瞬态功率快速响应问题，以改善发动机的瞬态功率响应速度，提高了直升机的机动性与生存能力，之后用H₂/H_∞保性能控制方法设计了直升机垂飞/涡轴发动机综合控制器，并在直升机/涡轴发动机综合模型平台下进行数字仿真验证。在实时优化方面研究了涡轴发动机/旋翼简化模型以及实时优化控制硬件平台的建立方法。首先通过神经网络映射方法，建立了涡轴发动机/旋翼简化模型，用于直升机/发动机综合性能寻优，以提高优化实时性。其次以TMS320F2812与OMAP-L137DSP为核心搭建了涡轴发动机实时优化控制硬件平台。基于实时优化控制平台与涡轴发动机/旋翼简化模型，进行了涡轴发动机最小油耗、最大功率、最低涡轮后温度以及变旋翼转速等多种优化控制模式的仿真验证。最后介绍了直升机/涡轴发动机综合控制系统仿真平台，在该仿真平台下进行了直升机/发动机多模式综合优化控制的半物理仿真试验,进一步验证了其工程效益。