无人机作为未来航空飞行器的主要发展对象,在军事和民用领域具有广泛的应用价值,已经成为国内外各研究机构的研究热点。飞行控制系统是无人机安全飞行、完成预定任务的基本前提,因此,控制系统的设计与实现在无人机的研究过程中具有重要的意义。本文以某自主式小型无人机为研究对象,研究了无人机的飞行控制方法,并在此基础上设计和实现了无人机的飞行控制系统。论文首先建立小型无人机运动描述所需要的坐标系,推导了坐标系转换关系,分析小型无人机在飞行环境下所受到的力和力矩,建立了其空间六自由度运动学数学模型,用姿态特征和速度变化表征了其常规机动过程。然后,论文对无人机的控制理论方法进行了研究。将无人机控制律设计分解为纵向控制和横侧向控制两方面进行研究,并完成了基于PID控制策略的控制律设计。最后,论文对无人机飞行控制系统-自动驾驶仪进行了设计与实现,包括控制系统总体设计、控制器PCB设计及控制系统硬件连接和程序结构设计。所设计的小型无人机飞行控制的硬件系统能满足性能强、体积小、质量轻、功耗低、数字化等要求。以地面试验和实际飞行试验对控制律和控制系统进行了验证,试验结果表明所设计控制律具有良好的动态品质和跟踪性能,控制系统硬件设计满足工程要求。