为进一步提升直升机性能,旋翼变体技术在直升机技术研究中受到了更大关注,而变旋翼转速技术是旋翼变体技术中重要分支之一。在现有技术中,变旋翼转速一般通过改变涡轴发动机输出轴转速实现。然而在涡轴发动机工作过程中,在保证向直升机主旋翼提供连续的功率的前提下,发动机输出轴转速变化范围有限,使得采用该方法实现较大范围的变旋翼转速存在一定困难。本文从直升机/传动系统/发动机综合建模与控制方法入手,开展变旋翼转速控制模拟研究。首先,本文以某型直升机为研究样例,结合其自身结构特点,根据其主要部件结构参数和实验数据,分别采用叶素法和气动力学方法建立主旋翼等部件模型,构建了直升机全量非线性飞行动力学模型,并进行了悬停不稳定性开环扰动仿真试验和直升机变旋翼转速特性分析。基于容积动力学方法建立了涡轴发动机部件级数学仿真模型,并对利用级叠加原理修正压气机特性数据方法进行了讨论。将所建立的直升机飞行动力学模型与涡轴发动机部件级模型相结合,构成直升机/涡轴发动机综合仿真模型为进一步变旋翼转速研究做准备。仿真结果表明,建立的直升机模型和发动机模型符合直升机和发动机原理,容积动力学方法能够避免模型计算迭代过程,提高仿真模型实时性。其次,本文通过对变旋翼转速实现机理进行的分析比较,提出了基于无级变速的变旋翼转速控制模拟方法。根据传动系统需求选取有效参数,建立了可变传动比的传动系统模型,将建立的无级变速传动系统模型加入直/发综合模型中构成了基于无级变速的直升机/传动系统/涡轴发动机综合仿真模型,并进行了数字仿真试验,实现变旋翼转速控制模拟。结果表明,提出的基于无级变速的直升机变旋翼转速实现方法能够在25%左右的较大范围内实现旋翼转速连续变化。最后,本文针对旋翼转速可变后,传统总距前馈控制并不能完整反映直升机功率需求而使得涡轴发动机控制效果变差的问题,将直升机扭矩变化作为涡轴发动机控制前馈量,设计了带扭矩前馈的串级ADRC涡轴发动机鲁棒控制器用于变旋翼转速过程中发动机控制,使得较大机动时动力涡轮转速超调量减小至3%左右。结合变传动比和变动力涡轮参考转速的方法进行了直升机/传动系统/涡轴发动机综合控制策略研究,通过直升机/传动系统/涡轴发动机综合模型数字仿真试验对比了不同控制策略下直升机/发动机综合系统的性能差异。