本文从数学模型和控制器两方面研究提高航空发动机控制系统自适应性与鲁棒性的方法。包括旋翼/涡轴发动机机载自适应实时模型研究和鲁棒控制研究两部分。本文建立的旋翼/涡轴发动机机载自适应实时模型是基于卡尔曼滤波器方法建立的,首先采用拟合法建立了状态变量模型,并将发动机性能蜕化参数作为增广的状态变量,设计了卡尔曼滤波器,从而可以根据可测参数的偏离量估计出发动机部件性能蜕化值,最后将部件性能蜕化值用于对机载模型中不可测性能参数的修正,从而使机载模型能适应发动机的非额定工作状况。通过数字仿真表明,建立的机载自适应模型能真实反映发动机的工作状况。关于鲁棒控制部分,首先采用了串级PID控制,然后采用LQR方法设计了涡轴发动机控制系统,但由于LQR的本身缺陷无法消除功率涡轮指令跟踪时的稳态误差,于是采用了增广LQR(ALQR)方法设计涡轴发动机控制系统。其控制系统没有降低原有LQR控制的鲁棒性,而且能消除功率涡轮转速指令跟踪时的稳态误差。最后,利用直升机悬停状态时的发动机与旋翼模型,对ALQR控制系统进行了数字仿真验证。