液体火箭发动机是实现航天推进与空间探索的一种重要的动力装置。变推力液体火箭发动机与定推力液体火箭发动机相比能实现航天器推力的可控性,是空间飞行及探测任务的必备推进系统。目前,国内外针对变推力液体火箭发动机增压方案和控制方案的研究都取得了大量研究成果,但是其增压方案的研究大多都以传统挤压式增压或涡轮泵压式增压为推进剂供应与控制系统的基础方案,对于新型以电机泵为增压方案的相关研究非常少。本文以变推力液体火箭发动机为研究对象,设计了电机泵增压推进剂供应与控制系统方案,开展系统方案设计和系统控制特性的研究。首先,本文提出采用电机泵增压的推进剂供应系统,开展其相关调节元件工作特性的研究。在分析变推力液体火箭发动机的工作特点的基础上,提出采用电机泵增压的推进剂供应系统方案,设计了可行的系统调节部件主要设计参数。利用AMESim软件建立了无刷直流电机驱动离心泵、无刷直流电机驱动齿轮泵、可调汽蚀文氏管、针栓喷注器仿真模型,开展了相关工作特性的研究,为电机泵增压系统设计打下基础。其次,分析了变推力液体火箭发动机控制需求,并基于控制需求设计了四种电机泵增压推进剂供应系统方案。并针对不同系统方案利用AMESim软件和Simulink软件联合仿真,从满足变推力发动机控制需求能力和简化系统结构的角度对系统控制性能进行分析和比较,选出优选方案。研究发现,使用液氧离心泵、煤油齿轮泵及针栓喷注器的推进剂供应系统方案是优选方案。再次,论文针对优选的电机泵增压推进剂供应与控制系统方案开展了进一步控制特性研究。充分掌握系统不同部件工作原理和工作特性的基础上,利用传统的PID控制器,针对不同控制量设计相应控制回路,通过仿真实验研究获得了系统在不同控制方案下的控制特性,可根据发动机系统控制实际需求,选择不同控制回路。最后,为了进一步提高控制系统的控制性能,针对电机泵增压发动机控制系统的特点和控制需求,设计了神经网络PID控制方案,通过神经网络算法实现了多输入多输出的控制需求及PID参数的整定。仿真结果证明神经网络PID控制方法保持了PID控制器结构简单、鲁棒性强等优点,又进一步提高了控制系统的灵活性和适应性,提高了控制精度。