近年来无人驾驶飞行器(UAV)无论在技术进步还是市场开拓方面,都有了飞速的发展。本文围绕某款小型油动直升机自动控制系统的软硬件开发问题展开研究。论文直升机选择的是一款90级汽油动力发动机,多组舵机均采用先进的数字大扭力舵机模块以增强控制的准确性和实时性;起落架及部分结构部件在原有基础上进行了必要的较调和改进以增强承重部件的稳键性;在原有系统电路板基础上增加新的传感器以提高飞控的精准性。特别是对自动驾驶仪进行了大范围的系统改造,对电路框架和软件进行了结构性的改造,增加了新的数据输入来源;对地面站系统和飞控系统以及飞控系统各部件之间的通信协议进行了新的编排和测试,使得整电控系统更加趋于完善。为了将飞行过程的姿态数据和其他必要数据实时地回传到地面以便后台分析,新增加了基于Zigbee技术的输传电台及相应的接口,兼顾了巨量数据传送与实时性之间的矛盾,为进一步完善软硬系统提供平台。飞行姿态的解算算法是整个自动控制系统的重要的组成部分。姿态解算模块的硬件电路设计、各个传感器与双CPU之间的数据传输协议、姿态解算处理流程及算法软件编制的设计是本文研究的核心问题。新的传感器采用的是微机械(MEMS)器件,它与CPU之间采用的是I2C协议进行通信,继承了其他传感芯片与CPU的协议方式,使得板卡改造任务简单而务实。本文研究并采用了四元数法进行姿态的更新,使用四阶龙格-库塔法进行姿态矩阵的更新计算,解算精度和解算速度达到了预期的效果。