货机货物装载系统是保障货机航空货运业务能力的核心系统之一,其货舱装载控制系统是实现货物装卸载自动化的关键因素,直接影响着货物装卸载效率。在“一带一路”倡议和经济“国内国际双循环”政策的促进下,我国航空货物运输业的发展进入黄金期,新货运飞机和飞机客转货改装市场也随之扩张,货机货物装载系统相关技术的国产化需求日趋迫切。本文以货机货舱装载控制系统控制器设计为目标,针对货运系统存在的被控对象数量多、信息交互量大、实时性要求高、控制功能多元化等问题展开研究,以控制系统技术要求为出发点,给出具体解决方案并进行测试与验证。本文主要研究内容如下:1)货舱装载控制系统控制需求分析与整体架构设计。对于控制系统被控对象多和控制系统实时性要求高等特点,从现场总线的通信网络结构入手,设计基于控制器局域网（Controller Area Network,CAN）总线的三层通信网络,使总线能够承载的报文量大大增加,总线负载率也降低到正常水平。此外,从现场总线通信报文结构、报文周期和系统信息调度的角度,进一步对总线传输的信息进行优化。对于系统的多设备故障诊断需求,一方面利用现场总线自身的故障诊断和错误处理功能,另一方面与控制系统的多信号模型相结合,设计装载控制系统多信号模型的依赖矩阵,依此设计系统故障诊断方案。针对系统可视化需求,使用串口组态屏为载体,面向需求进行显示界面设计。2)装载控制系统控制器硬件方案设计。以装载控制系统需求为基础,为保障控制器CAN报文的处理能力,同时满足系统故障诊断、系统可视化和装载方案输入等多功能需求,硬件上设计了双控制器（Micro Controller Unit,MCU）平台。此外,独立设计电源监控与分配子系统,以满足各个设备不同的电源需求,并实现系统“两控制器电源相互控制”的技术要求。此外,本文以控制器显控面板小型化为目标,对控制器面板进行设计与布局规划。对每个子模块进行详细的电路设计和所需芯片的选型与说明,并设计制作了控制板的印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）。3)装载控制系统控制器软件方案设计。为匹配双MCU硬件平台,控制器软件上设计两套程序,一套采用主程序循环加中断的方式以保证控制器的控制性能,另一套采用嵌入式操作系统和一系列应用程序的方式以满足系统功能多元化需求,降低软件后期的维护与升级成本。控制器以设计方案为依据,采用模块化方法设计和实现软件,采用速度更快的位运算和存储空间占用更小的位域结构体优化软件。4)装载控制系统控制器方案测试与验证。为测试设计方案的可行性,设计并搭建控制器功能测试平台,对系统基础通信、系统可视化、系统故障诊断、货物集装单元（Unit Loading Device,ULD）实时位置检测等重要功能进行测试与验证。测试结果表明,本文针对装载控制系统所设计的方案具有可行性,满足货机货舱装载控制系统的技术需求。