最优控制数值方法是解决实际工程最优控制问题的核心。本文针对翼伞，海底管道，核聚变等工程控制问题实际需求，分别建立了数学模型并利用合适的数值方法求解。主要结果如下:　　1.解决了三自由度翼伞系统威胁规避归航最优轨迹设计问题。考虑到翼伞在归航过程中会遇到一系列的威胁，建立了带威胁的三自由度翼伞系统归航控制数学模型。利用控制参数化方法将翼伞系统归航威胁规避最优控制问题转化为带约束条件的轨迹规划问题，采用精确罚函数方法将具有路径约束与控制约束轨迹规划问题转化为无约束问题，然后求解出问题的梯度信息并利用SQP算法求解。数值仿真结果显示，控制效果良好，所需控制能耗低，距离偏差与方向偏差均满足实际需求，与常用的智能算法PSO相比较，在高效性与可靠性方面具有优势。　　2.解决了多翼伞编队控制、轨迹优化导航问题。考虑到翼伞大量投放过程中的编队需求，建立了翼伞编队归航系统控制数学模型。利用滑模控制方法对多种环境条件下的翼伞投放过程分别进行直线编队、正方形编队以及虚拟正方形编队控制。然后利用数值仿真方法做了多组翼伞编队实验，数值仿真结果表明，算法对初值不敏感，具有较高的计算稳定性，在满足系统要求条件下，控制效果良好，计算耗时短，翼伞着陆精度满足实际工程要求。仿真中考虑因素全面，更加接近实际翼伞投放环境。　　3.解决了基于海底管道泄漏检测和定位需求的传感器配置问题。鉴于海底管道的泄漏检测问题中铺设大量欧拉型传感器价格高昂，将海底管道内负责检测的拉格朗日型传感器作为智能体，利用传感器的动力学模型推导出多个传感器近似满足的PDE模型，将传感器配置问题转化为PDE系统的边界最优控制问题，然后利用变分方法得出最优控制所需满足的最优性条件。利用迭代算法求解出最优条件的数值解，给出了具体算法步骤，并利用仿真计算验证了算法的有效性与可行性。　　4.解决了核聚变反应中的核燃料燃烧稳定控制问题。研究了核聚变一维燃烧反应方程，该方程具有高度的耦合性以及很强的非线性性质，并且控制量的输入具有扰动性，理论分析困难。文中利用了线性化方法、能控性分解以及LQ反馈核设计得到此一维动态方程的显式反馈控制，然后利用此反馈控制来模拟闭环的原系统。数值仿真结果验证了该反馈控制的有效性，能够很好的将三个系统状态:氦核浓度、燃料浓度以及系统能量控制在平衡态附近，降低了系统状态的振动幅度。