本课题的研究对象是以冲压发动机为动力装置的超声速乘波体飞行器。由于飞行器机身的气动力/气动热/结构弹性与吸气式推进系统工作状态之间存在相互作用关系，即形成了飞/推系统的强耦合问题。考虑到冲压发动机的进气道与燃烧室之间同样存在复杂的相互作用关系，故本课题侧重研讨冲压发动机的结构不稳定性，尤其是冲压发动机的行为属性突变给飞/推系统引入的特殊问题，并致力于解决1998年俄罗斯CIAM/美国NASA联合飞行试验事故暴露的不可控问题。针对CIAM/NASA联合飞行试验进气道不起动事故成因的分析，一方面展现出冲压发动机工作状态属性的非唯一性以及模态转换过程中显著的迟滞现象，另一方面暴露了一类“无法经由控制抵达期望工作模态与状态”的不可控问题。为给予此类不可控问题的存在根源以及应对方法一个确凿且全面的解答，本课题开展了如下几方面工作：
　　首先，针对冲压发动机的结构不稳定性开展了机理模型的构建工作。依照系统工作状态属性的相似性，亚燃冲压发动机的工作状态被划分为3类工作模态，即，超燃模态、亚燃模态与不起动模态。介于3类工作模态之间存在4个模态转换临界条件构成了亚燃冲压发动机的蝴蝶型分岔集。在工作模态方程的基础上，继而构建的亚燃冲压发动机的主导动态方程由3部分组成，即，容积效应方程、扰动波传播方程以及激波动态方程。进而，以冲压发动机模型为基础，构建起考虑了结构不稳定性的飞/推一体化动态模型。最终形成的非线性动态模型具备描述系统工作状态属性突变与行为属性突变问题的能力，也为研讨不可控问题奠定了基础。
　　其次，基于有限状态自动机模型的基本原理，借助离散状态与离散事件的概念构建起动力系统行为的概念。在已知系统工作状态属性非唯一的基础上，进一步研讨系统行为属性的非唯一性。由此，在不考虑总温约束的前提下，构建起最基本的6层行为分类框架，划分出12种行为类别；进而考虑总温约束，扩增了4层行为分类判据，新增了22种行为类别。并且，借助仿真算例充分展现出工作在加速爬升轨线上的变几何冲压发动机行为类别与行为序列的非唯一性。行为分类工作揭示了不可控问题的本质是期望模态转换的不存在与期望工作模态的不可达，而本文在展现了系统行为类别与行为序列分布概貌的同时也展现了不可控问题的全貌。最终，为了纲举目张，本文将系统的突变问题凝炼成一个由“工作状态”、“工作模态”、“模态转换”、“行为”、“行为类别”以及“行为序列”组成的基本概念框架。在概念框架中明确指出了亚燃冲压发动机结构不稳定性的双重含义，即，系统工作状态属性的突变与系统行为属性的突变。
　　最后，以行为分类工作为基础，讨论了系统行为类别与性能极限之间的关系，讨论了行为属性突变对最快加速爬升轨线以及控制方案设计造成的影响。其间，明确指出系统性能或性能极限的弱非线性参变与行为属性的强非线性突变之间存在负面性的解耦关系，提出了选择性保守的加速爬升方案，指明了不以行为控制为基础的变几何控制的危险性。进而，以提高飞/推耦合系统应对不可控问题的能力为目标，令发动机控制系统利用与释热相关的控制输入实现对系统性能的调节以及对系统工作模态的控制，利用与几何构型相关的控制输入实现对系统性能极限的优化以及对系统行为属性的控制，由此形成的以行为控制为基础的控制逻辑框架即是应对不可控问题的方法。