无人直升机六自由度运动模拟平台是集飞行动力学、伺服控制、电子技术、机械结构等多个学科的综合集成系统，本文以无人直升机六自由度运动模拟系统的研制过程为背景，针对六自由度运动机构的工作机理、运动模拟平台的伺服控制、基于嵌入式计算机的控制系统实现及无人直升机六自由度运动模拟等关键技术进行了研究。无人直升机六自由度运动模拟平台是用于直升机自动起降及自主飞行控制系统研发的半物理仿真实验平台，可用于模拟无人直升机的姿态角运动及其在地轴系的三维线运动。本文提出了一种新的六自由度运动机构设计实施方案，与常用并联六连杆结构相比，新的运动机构在运动范围方面具有独特的优势，平台采用角运动与线运动相结合的方式，不仅能真实反映空间运动体的运动特性，而且具有运动模拟范围大、动态特性优良等特点，为国内首创的新构型六自由度运动模拟器。本文首先提出了新构型六自由度运动机构的设计思想。根据运动机构的主要技术指标要求，给出了该运动机构的总体设计方案，以及由运动机构作为主要组成部分的无人直升机六自由运动模拟系统的的机械结构组成与工作原理，通过对六自由度运动机构的工作机理分析，建立了运动机构位姿与机构执行部件运动量之间的换算关系，包括位置正解和反解，以及速度正解和反解，并建立和分析了运动机构执行部件的数学模型。其次研究了六自由度运动机构的伺服控制问题，在对六自由度运动机构的对象特性进行分析的基础上，提出了六通道伺服跟踪控制策略与控制规律，分别采用经典控制理论中的频率校正与常规控制方法设计了速度跟踪回路与位置随动回路的控制器。针对运动机构摩擦干扰引起低速爬行现象提出采用滑模变结构控制方法进行位置控制规律设计，并通过仿真试验验证了方法的有效性。然后分析了六自由度运动机构控制系统的实现问题，根据控制性能要求给出了控制系统主要部件的选型，以及监控计算机和控制计算机的软件设计实现。最后研究了整个无人直升机六自由度运动模拟系统的实现问题。建立了样例无人直升机的全量运动方程和降阶的线性化小扰动运动方程，并针对线性化模型，设计了基于二次型性能指标的最优状态反馈器，将直升机由静不稳定对象转化为稳定可控对象。提出无人直升机手动控制模式与自动控制模式下的六自由度运动模拟策略，针对无人直升机的典型飞行模态进行了全系统的仿真试验验证。