航空发动机是一种具有强非线性、时变、复杂的气动热力学系统,其性能的好坏与否会对飞行器的性能产生直接的影响。控制系统作为航空发动机的大脑一直是航空发动机的研究重点。因为控制系统的设计在很大的程度上依赖航空发动机的模型,所以建立一个便于控制器设计的模型是非常重要的。同时,在航空发动机的飞行包线内,安全性能是必须要考虑的因素,因此针对航空发动机的安全保护控制是必要的。本文研究带有温度保护的航空发动机的转速控制问题,我们采用切换控制系统模型来描述航空发动机的动态。为获得更高的控制精度,采用模糊切换控制设计方法来设计转速控制器。此外,考虑发动机运行时的安全限制,我们设计温度保护控制器,实现温度保护下的转速控制。本文的主要工作概述如下:首先,考虑到航空发动机非线性特点,为了能够更加准确的描述发动机在整个飞行包线内动态特性,建立了基于多工作点的航空发动机切换模型,从而得到航空发动机切换系统,并且针对每个子系统设计控制器,保证子系统的渐近稳定性。对每个相邻子系统设计模糊控制器,根据区域划分设计切换规则,实现转速控制目标。为了解决温度保护控制问题,根据航空发动机的特性对每个子系统设计温度保护控制器,通过对转速控制器和温度保护控制器之间切换规则的设计,实现了温度保护下的转速控制。最后通过软件仿真和硬件在回路仿真验证了所提方法的有效性。其次,考虑到航空发动机的平衡流形展开模型具有更高精度的特点,基于平衡流形展开模型和单点线性化模型建立了航空发动机切换模型。在系统运行过程中,当系统状态距离目标点较远时,模型为平衡流形展开模型,此时使用平衡流形展开模型的控制器;当系统状态进入到目标点线性化模型的有效范围时,使用单点线性化模型,考虑到控制器的硬切换对系统暂态性能的不良影响,此时使用基于平衡流形展开模型控制器和单点线性化模型控制器的模糊控制器,使系统状态可以平滑的过渡并趋近于目标点,由此得到的模糊切换控制器和切换策略实现转速控制。并且,设计温度保护控制器来确保航空发动机的安全性能。仿真效果表明,与传统切换相比,模糊切换控制器能够提高航空发动机的响应速度。最后,对全文的工作进行总结,并针对航空发动机领域中一些值得继续深入研究的问题,以及本文需要改进和完善的工作展开了讨论。