旋翼飞行器是需要一个或多个旋翼在整个飞行过程中提供升力的飞行器,包括传统构形直升机、倾转旋翼式直升机、复合式直升机和自转旋翼飞行器。日益发展的旋翼飞行器在对产品的功能和性能提出更高要求的同时,也对飞行器的控制系统提出了更高的要求。快速控制原型设计技术具有功能多样、安全可靠、研发周期短和成本低等特点,满足了现代飞行控制系统的开发要求。本文首先完成基于美国NI公司的嵌入式可重配置控制系统(Compact RIO),设计旋翼飞行器的飞行控制系统的快速控制原型方案。结合飞行模拟器的硬件与软件配置,将整套飞行控制系统整合到飞行模拟器中,为人在环实时仿真提供试验平台。其次完成了虚拟仪表系统与操作负荷系统的设计,并介绍了系统的开发流程和步骤。然后完成人工飞行控制系统和自动飞行控制系统的快速控制原型的设计。最后以某直升机为算例,通过一系列人在环的模拟仿真试验,完成对人工控制系统和自动控制系统的快速控制原型的仿真验证工作。其中,人工控制系统主要进行了基于操纵载荷的无忧操纵系统的仿真试验;自动控制系统主要完成经典PID控制律的仿真验证。仿真结果表明本文的快速控制系统稳定性好,研究成果能够为旋翼飞行器的飞行控制系统设计提供控制模型和实验数据。