桨扇发动机作为一种介于传统涡桨发动机和涡扇发动机之间的新概念发动机，具有优于涡桨发动机的高速性能和高于涡扇发动机的燃油效率。随着各国环保要求的不断提高，航空业对高效率、低排放动力的需求为桨扇发动机的发展提供了机遇。本文先建立了桨扇发动机的部件级模型，在其基础上对其稳态性能寻优和过渡态控制进行了研究。
　　首先，本文基于GasTurb中三轴核心机的通用特性图和NASA桨扇风洞实验数据建立了一种齿轮驱动对转桨扇发动机的仿真模型。建模时考虑了前后桨扇之间的相互影响和差动行星齿轮传动具有固定扭矩比这两个限制条件，最终本文模型与文献中相同设计点下的计算结果误差在5%以内。并在此模型基础上，对桨扇发动机性能进行了分析。
　　其次，本文开展了桨扇发动机稳态性能寻优控制研究。为了提高性能寻优控制中优化算法的效率和使之适用于带约束问题的求解，本文引入了自适应调整策略和半可行域来对人工鱼群算法进行改进。经验证，改进后的算法较原始算法具有更快的收敛速度和更高的寻优精度。将改进后的人工鱼群算法应用到桨扇发动机的稳态性能寻优控制中。经过优化，最大推力模式下推力提升12.0%；最低耗油率模式下耗油率减少3.97%；最低涡轮前温度模式下涡轮前温度降低4.22%。在种群数量相同时，改进人工鱼群算法在三种寻优模式下的计算速度均优于遗传算法。
　　然后，本文将推力作为直接寻优目标来对桨扇发动机的加速过程进行优化。通过采用改进人工鱼群算法离线分段寻优的方式，得到了满足约束前提下加速时间最短的控制计划。在同样的始末状态下，改进人工鱼群算法求解的控制计划加速时间较SQP算法短0.58s，证明了改进人工鱼群算法具有更强的全局寻优能力。
　　最后，本文参考578-DX桨扇发动机控制器制定了桨扇发动机的控制规律。经仿真验证，调节时间小于1.5s，推力超调量小于2%。在此基础上，将该控制器的输出信号和加速过程的时间最优控制计划进行低选来对桨扇发动机的加速过程进行闭环控制。整个加速过程没有超出发动机安全边界，推力控制效果平稳，超调量小于1%。