飞行控制系统主要功能是保证航空器的稳定性和操纵性，改善飞行品质，挖掘航空器的潜能，提高完成任务的能力，确保飞行安全并减轻驾驶员的工作负担。飞行控制系统的功能、性能和综合化水平，直接影响航空器的总体性能、任务效能和飞行安全，是事关航空器飞行安全的关键系统。

飞行控制系统由控制飞行器稳定和机动飞行的所有部件及分系统组成。包括：作为人-机接口的控制与显示装置、飞机三维空间定位和运动传感器、控制计算机、广义操纵面伺服作动系统、专用信息传输链和能源介质以及与其他机载系统连接的接口装置（见图1）。

图1 飞行控制系统组成

飞行控制系统分人工飞行控制（操纵）系统与自动飞行控制系统两大类（见图2）。由驾驶员通过对驾驶杆和脚蹬的操纵实现控制任务的系统，称为人工飞行控制系统。最简单的人工飞行控制系统就是机械操纵系统。不依赖于驾驶员操纵驾驶杆和脚蹬而自动完成控制任务的飞控系统，称为自动飞行控制系统。自动驾驶仪是最基本的自动飞行控制系统。

图2 飞行控制系统分类

对于现代有人驾驶航空器而言，飞行控制系统主要包括作为人-机接口的驾驶员操纵与显示装置、飞行器运动传感器、控制计算机、广义操纵面伺服作动系统、信息传输链和能源介质，以及与其他机载系统连接的接口装置（见图3）。

图3 有人驾驶航空器飞行控制系统组成

相较于有人驾驶航空器的飞行控制系统，无人飞行器中的导航、制导与控制功能，主要由飞行控制与管理系统和地面控制站来承担。飞行控制与管理系统包括传感器分系统、飞行控制与管理计算机分系统和伺服作动分系统三大组成部分（见图4）。

图4 无人飞行器飞行控制欲管理系统组成

飞行控制系统的研究和开发工作涉及多学科的理论基础和应用技术，主要包括：控制理论、空气动力学和飞行力学、可靠性理论、人工智能、信息论、运筹学、电子计算机、软件工程、精密机械、人素工程和仿真技术。

飞行控制系统经历了机械操纵系统、增稳/自动驾驶仪系统、有限权限控制增稳系统、全权限控制增稳系统、综合控制阶段的发展历程。

早期有人驾驶飞机由拉杆、摇臂或钢索、滑轮等组成的机械传动机构操纵。将驾驶员的操纵指令（如驾驶杆和脚蹬的机械位移）直接与飞机的启动操纵面（升降舵、副翼、方向舵、襟翼等）相连接，并通过体力实现对飞机运动的控制，称为机械操纵系统（图5a）。

随着飞机性能的提高、飞行包络的扩展、飞机自然特性的下降，使得气动载荷增大、气动参数急剧变化及飞行使命要求的提高，对飞机控制要求更高。引入了助力装置和动力控制方式，同时又引入了人工感觉机构（图5b）。

为了改善飞机的动、静稳定性，在原动力机械操纵系统的基础上，又配备了由飞机运动传感器、控制律解算及伺服控制器（又称伺服放大器）和舵机组成的电气-机械操纵系统。它利用自动控制原理，引入运动传感器（迎角、过载等）反馈，通过对系统传感器的指令进行控制解算，生成舵机控制指令。舵机的位移输出在动力作动器之前与飞行员的机械位移操纵指令进行机械综合，并通过动力作动器控制舵面运动，从而增强飞机的动、静稳定性增稳作用，形成增稳系统（图5c）。

飞机的稳定性和机动性是相互制约的。稳定性增强，必将在一定程度上削弱其机动性。为了解决稳定性和机动性的矛盾，又发展出控制增稳系统（图5d）。控制增稳系统是在增稳系统引入飞机运动参量反馈的同时，又将驾驶员的操纵指令（驾驶杆力或位移）引入到增稳回路的一种增加了驾驶员控制（操纵）指令的增稳系统。该系统在结构上与增稳系统的差别，仅在于将飞行员的操纵指令信号，经指令传感器转换为控制指令信号加到增稳系统回路中，与运动传感器输出的反馈信号综合后，控制伺服舵机，从而构成控制增稳系统。控制增稳系统既可以通过常规的增稳功能减少或抑制阵风等干扰引起的预期外的飞机运动，又可以通过测量飞机对给定操纵指令的响应，按照指令与“理想”响应匹配的要求控制操纵面偏转，因此成功解决了飞机稳定性与机动性之间相互制约的矛盾。

图5e是电传飞行控制系统。在图5d中，控制增稳系统与机械操纵系统的工作是并联的。电传飞行控制系统是将图5d控制增稳系统中的机械传动链完全取消，从而变成了一个全时间工作，全权限控制舵面的控制增稳系统。由于不存在机械联系，所以也可以把舵机与动力作动器合成为一个组合作动器。需要指出的是，由于在当今的元器件与系统综合的技术水平条件下，单套电气系统的可靠性，无法同传统的机械操纵系统相比。因此，为了满足相应安全性要求，现有的电传飞行控制系统，均采用了多余度配置方式。

由于电传飞控系统的电气信号传输的特点，为主动控制技术的实现提供了物理基础。

主动控制技术是通过反馈控制实现飞机性能、重量和经济性最佳化的一种飞机技术。主动控制技术或功能包括：放宽静安定性（RSS）、机动载荷控制（MLC）、阵风减缓控制（GLA）、飞行边界限制（BL）、直接力控制（DFC）、乘坐品质控制（RQC）、颤振模态控制（FMC）。

图5 飞机飞行控制系统发展里程碑及构成特点对比

图例：┅┅机械链    ——电气链

由于科学技术的发展和客观上的需要，对飞机性能提出越来越高的要求。只考虑气动布局、机体结构设计和发动机三方面协调配合，无法解决固有矛盾，很难设计出预期的飞行器。20世纪60年代开始，提出了随控布局飞行器设计的新概念。在飞机设计之初就考虑飞行自动控制，达到气动布局设计、机体结构设计、发动机设计和飞行自动控制四方面的协调配合，以设计出性能完美的飞行器。例如飞机自身可设计成不稳定的（如飞翼式气动布局），而飞机的稳定性则由飞行控制系统来保证。飞行控制系统是现代高性能飞机重要的组成部分，其可靠性将关乎飞机的存亡，是飞行安全关键系统。自动控制系统从飞机起飞就开始工作，和驾驶员一起控制飞机。人工飞行控制和自动飞行控制相结合是近现代飞行控制系统的特点。

随着系统综合技术的发展，广义的飞行控制系统可以推广到航空器性能、能量消耗、任务剖面、各系统状态等综合控制，从而形成以最小的能耗实现最佳的航空器功能和性能。数字计算机技术的快速发展，为飞机提供了实现复杂而完善的控制功能的可能。为全面提升飞机性能，出现了将机上所有设备进行综合的趋势。例如把飞行控制系统、推力控制系统、推力矢量控制系统进行综合，形成飞/推/推力矢量综合控制系统，各系统协同工作，改善飞机和发动机功能的总体有效性，极大提升飞机的机动性能，更好地完成飞行任务。

从第四代战斗机和无人作战飞机开始，传统的飞行控制技术出现了两个重要的延伸发展。其一是综合化控制与管理，即飞行器管理系统。通过“功能综合”和“物理综合”，将所有飞行关键和安全关键功能综合在一起，使提供飞机飞行安全关键功能的飞控、推进、公共设备管理等系统综合为一个有机整体。其二是智能化控制，即自主控制技术，能够独立面对瞬息万变的作战态势，完成从制导控制、任务规划到多机协同等智能行为。