与机翼固定不动的无人机比较,拥有旋翼的直升机能够在垂直方向上升或下降、在空中的固定位置悬停、向前方飞行、向后方飞行、侧向飞行和在原地转头,发生故障时可以安全着陆,因其显著的优势使得其在军事和民事中的各个领域中大量被应用。伴着无人直升机的应用与日俱增,全球有愈来愈多的科学研究机构和组织对其进行研究。飞控系统在整个无人直升机系统中充当着重要角色。飞行控制系统所涉及到的硬件较多,所以要求飞控计算机拥有足够的接口资源来收发大量数据。飞行控制系统较复杂,往往需要处理多个任务并且对实时性有极高的要求,所以飞行控制软件应该基于一个可靠的操作系统而建立。针对以上的两点要求,本设计采用了以ARM Cortex-M3为内核的处理器作为飞控计算机,并且在μC/OS-II实时操作系统下对实现机载飞控软件的设计。首先,本文从硬件入手,分析了超小型无人直升机飞控系统的硬件功能需求,依据此需求,给出了硬件结构设计方案,并阐述了所涉及的硬件的工作原理、接口方式、通信方法等。然后,从软件入手,分析了超小型无人直升机飞控系统的软件功能需求,并据此对软件功能做出划分。在硬件结构的基础上,设计了机载飞控软件和上位机数据传输软件,其中机载飞控软件基于μC/OS-II实时操作系统,被划分为9个任务,相关的任务之间采用消息邮箱通信机制进行同步;上位机数据传输软件基于LabVIEW而设计,用于飞机起飞前对于控制参数的传递。最后,阐述了软件开发的环境,软件的调试方法并且对完成的飞控软件的功能进行测试。结果表明本文设计的超小型无人直升机飞控系统能够达到基本功能需求。