随着无人机用途日渐广泛、功能日趋复杂，飞行环境充满了不确定性和多变性，作为其核心的飞行控制与管理软件对可靠性和实时性提出更为严格的要求。传统的飞行控制与管理软件设计方案已无法满足无人机系统日益增长的性能需求，迫切需要引入实时多任务操作系统对飞行控制与管理软件进行设计与管理。本文以VxWorks操作系统为核心，设计开发了一套适用于小型无人机的飞行控制与管理软件，在完成飞行控制和飞行管理功能的基础上，着眼于软件的实时性和可靠性设计，提高飞行控制与管理软件的实时性和健壮性。首先，根据飞行控制与管理软件的功能需求，结合VxWorks操作系统特点提出软件的总体设计方案，完成软件的整体结构设计及功能模块划分，解决了VxWorks操作系统移植、设备驱动程序的设计与标准化封装、驱动注册等关键问题。其次，在综合考虑飞行控制与管理软件功能和性能要求的基础上，设计开发了传感器管理、故障管理、导航管理、控制管理、执行机构管理等功能模块，并依据VxWorks多任务运行机制，完成了任务划分、优先级分配和任务间的交互设计。再次，对FlightGear软件包进行了二次开发，设计了飞行控制与管理系统与FlightGear的串行通信接口，实现了基于FlightGear内置动力学模型驱动和基于仿真机数据驱动的两种三维可视化仿真验证方案。最后，对软件进行了性能测试，并完成了自主、指令、人工三种飞行模式下的半物理飞行仿真功能验证，结果表明该飞行控制与管理软件达到了最初的功能设计要求，具有良好的实时性和可靠性。