涵道无人飞行器具有垂直起降、悬停、灵活机动等能力,与传统无人机相比拥有强隐蔽性、结构紧凑、高气动效能等特点,凭借其得天独厚的优势广泛应用于各个领域。飞行控制计算机是无人飞行器控制系统的核心,其功能和性能必须满足多样复杂的任务要求。本文以涵道无人飞行器为研究对象,在深入研究其控制需求的基础上,采用模块化设计方法,开展了飞行控制计算机硬件和软件的设计与研究。论文首先从涵道无人飞行器系统的特点和任务要求出发,分析了飞行控制计算机在硬件资源、功能和性能三方面的设计需求,并据此完成了基于PowerPC高性能处理器架构的飞行控制计算机总体方案设计。其次,根据总体设计制定的目标,在对中央处理器工作原理研究的基础上,完成了具备监控功能的中央处理器模块、输入输出接口模块和基于两级开关变换结构的多类电源的电路设计,以及从模块到系统的驱动软件开发。同时为提高飞行控制计算机的可靠性,在分析了系统的干扰来源后,采用分块化的抗干扰防护体系,改善了系统的电磁兼容性;并通过层叠式结构的设计,实现了整机的轻量化和小型化。然后,根据涵道无人飞行器控制需求,完成了控制与管理软件各功能模块的设计:采用跟踪微分器和级联型数据融合方法,获得了准确的导航信息;经分析各飞行阶段的特点,制定了不同阶段下的制导与控制策略;通过飞行控制计算机可检测故障特性的研究,设计了故障应急处置逻辑,增强了系统的容错能力,保证了飞行的安全性。最后,开发了测试软件,并搭建了半物理仿真环境,完成了系统测试和全过程飞行仿真验证。结果表明,所设计的涵道无人飞行器飞行控制计算机软硬件不仅能够协同工作、长时间运行稳定可靠,而且在满足功能要求的同时,还达到了性能指标要求。