飞行控制系统是无人机的核心子系统之一,由传感器子系统、飞行控制计算机和执行机构子系统三部分组成。传感器子系统用于感知无人机实时飞行状态,是飞行控制计算的信息来源;飞行控制计算机根据传感器子系统输出飞行状态信息计算出控制指令;执行机构子系统将飞行控制计算机输出指令转化为舵面或其他操纵机构偏转(或位置)。传感器与执行机构子系统均包含非理想因素导致误差,并且存在出现故障的可能性。这些误差和故障严重影响飞行控制系统的控制品质甚至功能,给无人机飞行安全带来重大风险。为了研究传感器与执行机构对无人机飞行的影响。论文以某型无人机为研究对象,在深入研究传感器子系统与执行机构子系统的典型误差与故障的基础上,搭建了一套基于RTX的某型无人机半实物飞行仿真系统。通过在飞行仿真系统中实现传感器误差、执行机构误差与故障注入功能,研究所造成的飞行安全影响。论文的主要研究工作如下:首先,在分析国内外飞行仿真技术研究成果的基础上,根据所研究的某型无人机系统建立了某型无人机六自由度数学模型;根据某型无人机气动数据库计算的气动力和气动力矩,建立了模型气动数据系数模型;根据动力学原理与运动学原理建立了无人机刚体运动模型。分析了常用数值求解方法,选用四阶龙格库塔方法解算所建立的无人机数学模型微分方程,为实现飞行仿真系统奠定基础。其次,对某型无人机需求传感器进行研究。针对GPS、加速度计、陀螺仪、气流角传感器和大气传感器进行研究,建立相应的数学模型;分析各自传感器非理想因素,并建立了误差对应的模型。同时,对某型无人机执行机构进行研究。通过理论分析获得执行机构机理模型;采用扫频测试方法获得执行机构传递函数;研究执行机构非理想因素;分析执行机构典型误差和故障样式并建立了执行机构误差和故障对应的模型。再次,研究RTX实时系统在实时仿真系统中的应用方法。设计开发了RTX实时系统下的飞行仿真软件,实现传感器特性、执行机构特性和某型无人机模型仿真;在Windows操作系统下完成操控显示软件开发;通过RTX系统与Windows系统的实时通讯,完成半实物飞行仿真系统搭建工作。最后,通过飞行仿真试验验证了某型无人机半实物飞行仿真系统功能与性能。结果表明,某型半实物飞行仿真系统功能正常,实时性满足设计要求。通过误差和故障注入功能确定了传感器误差、执行机构误差、执行机构故障对某型无人机飞行性能与飞行安全的影响。