无人直升机是通过远程遥控地面站或机载计算机控制，能够进行垂直起降的无人飞行器，在工业、国防和科研等领域具有广泛的应用价值。无人直升机是一个非常复杂的非线性控制系统，而且是一个具有多变量、强耦合、时变性的非自衡系统。飞控系统对稳定性、机动性和实时性要求很高，其控制器设计与实现极具挑战性。为了对控制算法进行有效验证，同时控制研究成本，开发一套用于模拟无人直升机真实飞行情况，实现控制器参数调整、飞行路径规划、飞行曲线优化等功能仿真系统极具实用意义。本文主要设计一套基于FlightGear仿真软件的无人直升机硬件回路仿真系统，在仿真系统中实现对飞控系统有效控制。首先，通过介绍无人直升机仿真系统的基础、硬件回路仿真的目的与实验点、仿真范围与性能要求以及预期的成果，从而实现硬件回路仿真系统方案的设计。接着，进行无人直升机数学模型分析和飞控系统与地面站设计。通过在FlightGear和MATLAB上搭建仿真模型对系统进行分析，通过构建无人直升机三维模型及飞行环境模型，从而完成无人直升机飞控系统和地面站的软硬件设计及系统实现。最后，通过设计硬件回路通讯模块实现MATLAB、FlightGear、遥控器、飞控计算机和地面站各个模块之间的相互通讯完成整个仿真系统的搭建。并通过运行仿真软件系统，对实验结果进行分析从而验证该系统的实用性。