近年来,随着无人机行业的蓬勃发展,无论是军用无人机还是民用无人机,其核心系统飞行控制计算机的可靠性显得越来越重要。特别对于高空长航时无人机,如何保证系统可靠、持久的运行,始终是制约其快速发展的技术难题。余度技术的应用使得大幅度提高飞行控制计算机的可靠性成为可能。本文针对现有飞行控制计算机可靠性与容错能力不足的问题,构建了CPU单元的三模冗余架构,并在此基础上对余度管理策略进行了设计。针对分布式飞行控制计算机各CPU单元间时钟偏差随时间累积的问题,设计了时钟同步算法,通过时标信息的交换和本地逻辑时钟的调整,实现了CPU单元间的时间与信息同步。为了避免CPU单元局部故障造成的影响,针对不同信号的数据特征,设计了大数表决与投票表决两种封装表决算法,选举并输出最优结果,提高了系统对故障的容忍能力。此外,对于CPU单元和总线节点的故障,设计了重组与重构方案,通过对故障源的切除、恢复及重构操作,完成了故障资源的恢复重利用,使系统具备了一定的自修复能力,提高了系统的可靠性。最后,通过外部故障注入的方式模拟不同的故障情况,对余度管理方案中同步、表决和重构功能进行了测试,并通过闭环仿真验证了三余度飞行控制计算机飞行控制与管理功能。试验结果表明,余度管理方案设计合理有效,系统性能满足设计指标要求。