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随着飞控计算机系统技术的发展，余度技术在提高飞控系统可靠性方面得到了越来越广泛的应用。为了提高无人机飞控计算机系统的可靠性，降低系统的设计成本，本文以某型号无人机为应用背景，基于x86和PowerPC两种处理器平台，开展了无人机非相似双余度飞控计算机原型系统的设计与研究工作。论文首先从系统设计方案入手，根据飞控计算机系统设计要求和系统设计过程中需要考虑的客观因素，从余度数目、余度形式和余度结构三方面提出了本文研究的系统设计方案为非相似双余度飞控计算机系统，详细介绍了系统硬件和系统软件方案的设计工作。在非相似双余度飞控计算机系统设计方案的基础上，本文利用广义随机Petri网对该设计方案进行可靠性建模，构建了该设计方案的故障模型，进行了系统性能分析，论证了方案的可行性。基于飞控计算机系统设计方案，开展了硬件设计和软件设计两方面的工作。系统硬件方面，选择基于Vortex86DX处理器的NAC-1911单板机和基于MPC8309处理器的TWR-MPC8309单板机作为飞控计算机系统的主副通道，并重点设计了主副通道的各种接口电路和基于AlteraEP4CE55F23C8N处理器的FPGA子系统。接口电路主要包括数模转换电路、模数转换电路和离散量接口电路。FPGA子系统包括飞控计算机系统的双机通讯模块和逻辑切换模块以及部分外围设备的译码电路。系统软件方面，主要包括了系统管理软件、系统应用软件和余度控制软件的设计。最后，基于非相似双余度飞控计算机原型系统平台，进行了系统调试与验证工作。本文先分别对FPGA子系统、飞控计算机系统主通道和副通道进行调试，接着对飞控计算机系统整体进行调试。系统的调试结果，验证了飞控计算机系统具有一次故障处理能力。