高精度的涡轴发动机模型是涡轴发动机控制系统设计的基础,提高模型精度使其与试车数据相匹配是极其重要的研究内容。而先进的控制规律可以提升涡轴发动机的功率响应速度以及转速抗干扰能力,是涡轴发动机控制系统设计的重点与难点。为此本文从某型涡轴发动机模型与实验数据的匹配以及发动机控制规律两个方面开展研究工作。在模型匹配方面,首先对部件级模型的设计点精度进行修正。基于变适应度函数的微分进化算法,对各部件特性修正系数进行优化,以达到减小总体建模误差,提高模型精度的目的。采用变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势来改变牛顿-拉夫逊迭代算法的步长,提高了模型的收敛性和收敛速度。在稳态模型的基础上,采用微分进化算法对核心部件的引气系数、非转动部件的总压恢复系数以及各转动部件的特性进行了修正,使修正后的模型在设计点的输出与试车数据匹配精度满足要求。在模型非设计点匹配方面,采用了两种方法进行修正。一种是对非设计点的相邻两条转速线进行修正达到多点匹配,另外一种是采用修正因子函数的方法,以已匹配的非设计点换算转速线为基准,对非设计点进行修正。在修正完成的发动机模型基础上,针对功率控制以及转速控制系统设计控制器。基于小扰动法建立状态变量模型,利用DE（微分进化）算法进行模型元素的求解,提高了模型的建模精度。基于状态变量模型,针对功率控制设计了基于LMI（线性矩阵不等式）方法的H₂/H_∞控制器,针对转速控制设计了基于多目标优化算法的H₂/H_∞控制器求解。论文通过仿真验证了算法的有效性。