无人直升机飞行控制系统设计离不开数字仿真和半物理仿真验证,利用这些仿真可以极大程度上避免试飞验证过程中的事故风险、缩短研制周期、降低成本。本文应用MATLAB/RTW技术,设计构建了一套基于RTW与VxWorks的直升机飞行控制建模与实时仿真一体化软件环境,同时为提高仿真精度,研究了直升机非线性飞行动力学建模技术。在直升机飞行控制建模与实时仿真一体化软件环境设计研究中,针对直升机飞行控制实时仿真的具体要求,设计了飞行控制仿真系统的硬件架构与软件组成,讨论了通信机制和具体应用;在深入剖析MATLAB/RTW技术的基础上,结合Tornado软件,建立了针对VxWorks嵌入式目标的软件交叉开发环境,并详细说明了相关文件、属性在软件开发环境建设中的作用与修改方法;根据飞控系统仿真目标机实现的功能,对目标机软件应用层任务进行划分,分析了应用层任务程序在Simulink环境下的设计要点、设计方法和实现形式,重点论述了模型任务定时驱动机制和IO设备输入输出任务的设计与实现,介绍仿真系统的执行流程,给出实验测试样例,验证所设计的一体化软件环境的可行性与可靠性。在直升机飞行动力学建模技术研究中,讨论了一种适用于定常低速飞行状态下的直升机非线性飞行动力学建模方法,其中着重推导了引入Pitt和Peters的一阶谐波动力入流理论的旋翼桨盘运动模型。设计编写了针对UH-60A的配平与线性化软件和Simulink环境下该直升机非线性飞行动力学模型的S函数模块,获得了直升机静态配平与动态操纵响应的仿真结果,并与实际试飞数据进行对比,验证了本文所建模型的合理性。