本书是研究涡轮螺旋桨发动机气动热力机械控制机制和设计方法的专著。本书以涡桨发动机控制系统的设计要求为目标，系统介绍单轴、双轴涡桨发动机气动热力学部件级非线性动力学模型的建模方法及其线性化方法，以及涡桨发动机控制系统的时域、频域设计方法，主要包括控制系统的基本概念、原理，螺旋桨、涡桨发动机、液压机械执行机构的数学模型建立，双轴涡桨发动机液压机械式燃油控制、变距调速控制，单轴涡桨发动机数字式控制计划、防喘控制、执行机构小闭环根轨迹设计、转速闭环频域回路成型设计，双轴涡桨发动机数字式控制方案设计、双回路解耦控制、状态反馈闭环极点配置伺服控制，以及双轴涡桨发动机多变量混合灵敏度H∞控制、模型跟踪二自由度H∞控制、不确定性系统μ综合控制、高阶控制器降阶设计、验证等内容。
本书结构完整，内容丰富，论述严谨，重点突出，渐进有序地论述涡桨发动机控制系统的基本概念、原理、方法，若重强调解决工程实际问题时理论指导的重要性，适合从事航空发动机控制专业的工程技术人员学习参考，也可作为航空发动机控制专业的本科生、研究生学习参考。

王曦，男，1961年生，博士，现为北京航空航天大学能源与动力工程学院教授、博导，兼任“两机”重大专项基础研究控制专业组成员，“两机”基础科学中心控制专业组成员，中国航天三院“两机”重大专项技术专家，中国航发航空动力控制技术重点实验室委员，高空模拟技术重点实验室特聘专家，中国航发科技委控制系统与成附件专业委员会委员，中国航空学会自动控制专业委员会委员，中国航天三网发动机控制专业委员会委员，中国航发东安、贵州红林特聘专家，大连理工大学特聘教授，《航空动力学报》《推进技术》《航空发动机》期刊编委，教育部学位中心博士硕士学位论文评审专家。
主讲“航空发动机控制原理”、“发动机数字控制系统”等课程，承担两项“两机”重大专项、两项国防科工委、两项军科委、多项AXXX等国家重大计划项目，已完成70多项航空、航天厂所科研课题。获北京航空航天大学教学成果一、二等奖各1项，获国防科技进步三等奖1项，获《推进技术》期刊终身荣誉奖，撰写研究生教材1部、专著1部，授权发明国家专利19项，发表论文200余篇，培养博士25名、硕士90余名。

第1章 绪论
1.1 涡桨发动机的发展历程
1.2 涡桨发动机控制特点
1.3 自动控制理论的重要作用
1.3.1 经典控制理论
1.3.2 现代控制理论
1.4 涡桨发动机控制系统设计要求
1.4.1 涡桨发动机控制系统结构组成
1.4.2 涡桨发动机控制计划
1.4.3 涡桨发动机控制变量的选择
1.4.4 涡桨发动机控制系统的设计要求
1.5 本书结构安排
第2章 控制系统的基本概念、原理
2.1 系统特征不变性
2.1.1 系统特征不变性及线性模型的归一化
2.1.2 被控对象的增广及归一化与控制器的还原
2.2 渐进稳定
2.2.1 渐进稳定性定义
2.2.2 渐进稳定性判据一：李雅普诺夫第一方法
2.2.3 渐进稳定性判据二：劳斯赫尔维茨判据
2.2.4 渐进稳定性判据三：根轨迹法
2.2.5 渐进稳定性判据四：奈奎斯特判据
2.2.6 渐进稳定性判据五：李雅普诺夫第二方法
2.3 闭环负反馈原理
2.3.1 闭环灵敏度函数、补灵敏度函数的约束条件
2.3.2 开环内嵌积分环节伺服性能
2.3.3 闭环负反馈原理
2.4 伺服跟踪和扰动抑制
2.4.1 无静差伺服跟踪
2.4.2 无静差伺服跟踪控制系统结构设计
2.4.3 内模原理
2.5 液压机械系统的两个基本动力学微分方程
2.6 小闭环控制原理
2.7 开环频域回路成型原理
2.7.1 开环频域成型原理
2.7.2 开环频域成型设计
2.8 模型降价原理
2.8.1 主导极点支配逐次迭代降阶法
2.8.2 状态空间模型降阶方法
2.9 执行机构饱和抗积分原理
2.10 热电偶传感器动态特性补偿原理
2.10.1 传感器动态模型
2.10.2 动态补偿算法
2.10.3 算例
2.11 增量式PI控制递归算法
2.11.1 增量式PI控制递归算法
2.11.2 算例
2.12 多状态控制切换最小最大原理
2.13 陷波原理
2.14 运算放大器负反馈电路的高稳定性设计原理
2.14.1 运算放大器的频率响应
2.14.2 运算放大器负反馈电路设计
第3章 螺 旋桨特性
3.1 机翼升力和阻力
3.2 叶素运动学
3.3 桨盘动力学
3.4 叶素动力学
3.5 叶片动力学
3.6 螺旋桨部件特性缩比法
第4章 涡桨发动机热力循环及热力计算
4.1 涡桨发动机设计点热力循环
4.1.1 大气
4.1.2 进气道
4.1.3 压气机
4.1.4 燃烧室
4.1.5 燃气涡轮
4.1.6 动力涡轮
4.1.7 尾喷管
4.2 涡桨发动机性能
第5章 自由涡轮式双轴涡桨发动机动态模型
5.1 螺旋桨工作特性
5.1.1 螺旋桨特性
5.1.2 螺旋桨工作状态
5.2 螺旋桨非线性模型
5.3 涡桨发动机部件特性获取的缩比法
5.4 涡桨发动机部件模型
5.4.1 旋转部件的变比热计算原理
5.4.2 大气
5.4.3 进气道
5.4.4 压气机
5.4.5 燃烧室
5.4.6 燃气涡轮
5.4.7 动力涡轮
5.4.8 尾喷管
5.4.9 减速箱
5.4.10 螺旋桨
5.4.11 涡桨发动机性能
5.5 涡桨发动机部件级非线性动力学迭代模型
5.5.1 非线性动力学迭代模型建模方法
5.5.2 Newton Raphson迭代法
5.5.3 Broyden迭代法
5.5.4 动力学微分方程的解算步长和收敛性
5.5.5 动力学微分方程的Euler法求解
5.5.6 动力学微分方程的改进欧拉法求解
5.5.7 动力学微分方程的RungeKutta法求解
5.5.8 涡桨发动机各部件稳态共同工作平衡方程
5.5.9 涡桨发动机非线性部件级稳态模型计算流程
5.5.10 涡桨发动机各部件动态共同工作平衡方程
5.5.11 涡桨发动机非线性部件级动态模型计算流程
5.6 双轴涡桨发动机线性模型
5.6.1 基本方法
5.6.2 顺数法线性化
5.6.3 线性模型归一化
5.6.4 算例
第6章 单轴涡桨发动机动态模型
6.1 涡桨发动机容腔动力学非线性模型
6.1.1 容腔动力学原理（Principle of Volume Dynamics）
6.1.2 大气（atmosphere）
6.1.3 进气道（inlet）
6.1.4 压气机（compressor）
6.1.5 容腔Ⅰ（volume Ⅰ）
6.1.6 涡轮（turbine）
6.1.7 容腔Ⅱ（volume Ⅱ）
6.1.8 尾喷管（nozzle）
6.1.9 减速箱（reduction gearbox）
6.1.10 螺旋桨转子动力学（propeller rotordynamics）
6.1.11 燃气发生器转子动力学（gas generator rotordynamics）
6.1.12 涡桨发动机性能（turboprop engine performance）
6.2 单轴涡桨发动机线性模型
第7章 涡桨发动机液压机械式控制
7.1 涡桨发动机控制系统基本组成
7.2 燃油控制系统
7.2.1 燃油泵组件
7.2.2 燃油调节器
7.2.3 燃油流量分配器
7.3 涡桨发动机状态燃油控制
7.3.1 起动控制
7.3.2 加速控制
7.3.3 减速控制
7.3.4