当前,小型无人直升机在国内外军事和民用等领域的应用需求迫切,急需解决小型无人直升机的自主飞行控制技术,实现无人直升机的超视距自主飞行,执行各种飞行任务。本课题正是在这个研究背景和实际工程的需求下提出的。本文在ARM和DSP双CPU架构的的飞控计算机上,开发了基于μC/OS-Ⅱ的飞行控制软件,并利用源代码开放的FlightGear软件对小型无人直升机的飞控系统进行了仿真验证,所研究的结果满足了工程项目的需求。本文分析了国内外小型无人直升机的发展现状,无人直升机飞控系统开发的难点和开发需求,以及对仿真系统的要求,并在此基础上进行了飞行控制软件的设计,包括μC/OS-Ⅱ在两款不同的CPU(ARM和DSP)上的移植;飞控计算机底层驱动的开发和双CPU之间双口RAM通信的实现;然后按照模块化设计思想对飞控软件中的功能模块进行了详细设计,涉及在传感器模块中利用插值算法实现了气压高度和空速信号的解码,无线电测控模块中实现了地面检测软件和遥控遥测软件的串口复用问题以及半双工电台上下行通信的可靠性问题;控制律模块中完成了小型无人直升机各通道控制律的软件实现并提出了小型无人直升机控制律开发路线;导航模块中实现了小型无人直升机的基本飞行模态,并实现了预设小航线的飞行功能;此外鉴于小型无人直升机动力学建模置信度低的现状,利用常规单旋翼带尾桨布局的无人直升机飞行特性相似的特点,对FlightGear开源飞行仿真软件进行了二次开发,构建了基于FlightGear的低成本小型无人直升机的仿真系统。最后,对本文的研究内容进行了飞行仿真,验证了本文所设计飞行控制软件结构和逻辑的合理性、控制策略的正确性;同时也证明了基于FlightGear的飞行仿真系统能够满足低成本小型无人直升机的仿真需求。