近年来,无人机在航拍、农业、快递运输、灾难救援、新闻报道等民用领域及作为靶机、空中侦查、电子战、导弹拦截等军用领域有着巨大的应用。而二冲程往复式活塞发动机有着结构简单,比功率大等特点,因此普遍应用于小型无人机的动力装置。传统二冲程化油器式发动机存在高空性能差,且不能随着外界环境的改变修正供油量等缺点。采用电喷技术,不仅可以改善燃油雾化效果从而提高混合气的质量、实现燃油的精确供给,而且具有良好的飞行环境适应性,可明显改善小型无人机的燃油消耗和高空性能。本文对小型无人机发动机电喷系统及其操控方法进行了研究探索。针对目前国内普遍使用化油器供油的现状,提出了一种电喷解决方案,将FAI燃油喷射系统应用于一款德国3W-56i小型无人机二冲程汽油发动机上。整体方案包括:将原机供油系统改造为FAI_M10型号的进气道喷射系统;将原机进气系统进行改造为电子控制进气系统,并由FAI电喷系统ECU进行控制;使用大气压力、环境温度和缸盖温度传感器,感知小型无人机的飞行高度和发动机的工作状态,实现对燃油供给量的修正;使用RS-422和CAN两种通讯方式,RS-422通讯用于ECU与无人机飞控节点的通讯,以便实现目标转速的闭环控制,CAN通讯用于ECU的标定、诊断及ECU软件的升级等。论文对发动机ECU的硬件结构进行了具体地讨论,设计了相应的电源模块、通信模块、信号采集模块、喷油驱动模块和电子节气门驱动模块等硬件电路。对ECU软件程序架构和模块函数等命名规则进行了详细的分析研究,分别设计并编写了MCU层驱动、ECU层驱动、复杂驱动、服务层驱动以及应用层控制策略等程序。对电喷样机进行了台架实验研究,并通过实验优化了发动机的控制参数。台架实验研究结果表明,采用FAI电喷改造后,燃油消耗率较原机有较大改善,功率较原机有一定提高,在基于目标转速的节气门开度闭环控制模式下,发动机运转稳定,对目标转速跟随性良好,满足使用要求。