随着社会的进步，直升机越来越广泛地应用于社会各领域。由于直升机静稳定性不好，所以需要设计控制器对其进行增稳和控制，以使系统性能满足特定的指标要求。为了检验所设计的控制规律是否合理，还要对整个直升机控制系统进行仿真研究。由于传统的数字仿真曲线比较抽象，可采用三维动画的方式来代替传统的仿真方法。 本论文采用动力学分析方法，建立线性化小扰动方程，推导出直升机六自由度状态方程；分析了直升机执行机构的输入输出特性，确定了相应的数学模型。在以上工作的基础上，建立了直升机控制系统模型。 为使系统达到飞行品质规范要求的动态响应指标，采用极点配置原理，利用部分状态反馈方法，分别对直升机的俯仰、倾斜、航向、高度以及协调转弯通道的控制参数进行了设计；确定了线性系统参数空间到品质指标空间的映射关系；利用映射结果作为样本，来训练神经网络控制器，实现了飞行包线内的调参控制律。对所设计的控制律进行仿真研究，计算结果表明，本论文给出的设计参数可以满足指标要求。 为了采用三维动画方式直观、形象并且实时地反映仿真结果，论文使用开放图形库(OpenGL)，并结合Visual C++6.0开发平台及微软基础库类(MFC)结构，构建了基于OpenGL的三维动画仿真系统的框架。在此系统中，读入了以外部文件形式存在的三维直升机模型；制作了由天空和地面组成的飞行环境；雾效果的使用使得虚拟的飞行环境更贴近现实。 论文将串行口用作系统仿真与三维动画显示之间的数据通道。一方面，在Matlab环境中将编码后的仿真数据经串口发出；另一方面，在VC环境中将接收到的数据解码，以便用来控制虚拟环境中模型直升机的位置和姿态。 最后，经过整个系统的仿真实验，证明了控制律设计合理，三维动画仿真系统运行正确、可靠。