具有残余误差抑制的飞机控制系统技术方案

本文公开的飞机控制系统和方法被配置用于检测与飞机的飞行控制计算机相关联的残余误差，并且减轻这种残余误差的影响，以维持飞机的安全操作。在一些实施例中，系统和方法被配置用于检测飞机的偏离飞行包线的状况，并确定飞行控制计算机是否正试图使飞机从偏离飞行包线的状况恢复。如果飞行控制计算机被认为正试图使飞机从偏离飞行包线的状况恢复，则允许飞行控制计算机继续控制飞机。否则，正常飞行包线外部的偏移被认为是潜在地已经由残余误差引起，并且阻止飞行控制计算机继续控制飞机。

Aircraft Control System with Residual Error Suppression

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有残余误差抑制的飞机控制系统相关申请的交叉引用该国际PCT专利申请依赖于2016年11月30日提交的序列号为62/428,150的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本公开总地涉及控制系统，并且更具体地涉及飞机的控制系统。
技术介绍
线控飞行(“FBW”)飞机飞行控制系统正日益成为用于现代飞机的优选类型的飞行控制系统。FBW型控制系统取代了相对较重的机械和液压机械类型的飞行控制系统。FBW飞行控制系统通常包括置于以下之间的计算机系统：(1)由各种飞机构件传感器和子系统(诸如自动驾驶仪)自动地和由飞行员经由例如侧杆或轭控制器、开关、操作杆等手动地给出的飞行控制输入；和(2)飞机飞行控制面和最终在飞行中控制飞机的操作和方向的其它装置。对于这种FBW系统，存在着在由计算机系统运行的软件中存在未知残余误差的潜在风险，其中，这种残余误差在测试期间可能不一定将其自身表现出来，但在飞机操作期间可能潜在地表现出来。由于这种潜在残余误差的未知性质，期望检测到这种残余误差的发生并且减轻其影响，以确保飞机的安全操作。
技术实现思路
在一个方面，本公开描述了一种用于飞机的控制系统。该控制系统包括：传感器，该传感器被配置用于感测飞机的飞行参数；飞行控制计算机，该飞行控制计算机被可操作地联接，以接收代表由传感器感测到的飞行参数的一个或多个信号，并且被配置用于至少部分地基于飞行参数来控制飞机的一个或多个方面的操作；和监控设备，该监控设备被配置用于：接收代表由传感器感测到的飞行参数的所述一个或多个信号；确定飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况；当飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由飞行控制计算机输出且与飞行参数相关联的一个或多个控制命令；在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许飞行控制计算机继续控制飞机的所述一个或多个方面的操作；以及在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作。控制系统可以包括替代控制装置。监控设备可以被配置用于在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许使用替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。监控设备可以被配置用于在飞行参数达到超出飞机的飞行包线的跳闸极限的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作，并且允许使用替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。相对于飞行控制计算机，替代控制装置可以具有减少的功能。评估所述一个或多个控制命令可以包括计算与多个控制命令相关联的趋势。评估所述一个或多个控制命令可以包括计算连续控制命令的平均值。确定飞机的飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况可以包括确定飞行参数是否满足持续性标准。监控设备可以被配置为使用与由飞行控制计算机使用的一个或多个命令算法不同的一个或多个监控算法。监控设备可以包括存储在飞行控制计算机的存储器分区中的监控指令，该存储器分区与存储有被配置用于通过飞行控制计算机产生一个或多个控制命令的命令指令的存储器分区分开。飞行参数可以是飞机的滚转角。飞行参数可以是飞机的俯仰角。飞行参数可以是飞机的迎角。飞行参数可以是飞机的校准空速。飞行参数可以是飞机的马赫数。飞行控制计算机可以包括命令通道和监控通道。实施例可以包括以上特征的组合。在另一方面，本公开描述了一种包括如本文所述的系统的飞机。在另一方面，本公开描述了一种用于飞机的控制系统的监控设备。该监控设备包括：一个或多个数据处理器；和存储指令的非瞬时性机器可读存储器，该指令能够由所述一个或多个数据处理器执行，并且被配置用于使得所述一个或多个数据处理器：在飞机的一个或多个方面的操作使用飞行控制计算机控制时，确定飞机的飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况；当飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由飞行控制计算机输出且与飞行参数相关联的一个或多个控制命令；在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许飞行控制计算机继续控制飞机的所述一个或多个方面的操作；以及在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作。指令可以被配置用于使得所述一个或多个数据处理器在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许使用替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。指令可以被配置用于使得所述一个或多个数据处理器在飞行参数达到超出飞机的飞行包线的跳闸极限的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作，并且允许使用替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。评估所述一个或多个控制命令可以包括计算与多个控制命令相关联的趋势。评估所述一个或多个控制命令可以包括计算连续控制命令的平均值。确定飞机的飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况可以包括确定飞行参数是否满足持续性标准。机器可读存储器可以包括飞行控制计算机的存储器分区，该存储器分区与存储有被配置用于通过飞行控制计算机产生一个或多个控制命令的命令指令的存储器分区分开。飞行参数可以是飞机的滚转角。飞行参数可以是飞机的俯仰角。飞行参数可以是飞机的迎角。飞行参数可以是飞机的校准空速。飞行参数可以是飞机的马赫数。实施例可以包括以上特征的组合。在另一方面，本公开描述了一种包括有如本文所述的监控设备的飞机。在进一步的方面，本公开描述了一种用于在飞行期间控制飞机的方法。该方法包括：在飞机的一个或多个方面的操作使用飞行控制计算机控制时，确定飞机的飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况；当飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由飞行控制计算机输出且与飞行参数相关联的一个或多个控制命令；在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许飞行控制计算机继续控制飞机的所述一个或多个方面的操作；以及在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作。该方法可以包括，在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许使用飞机的替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。该方法可以包括，在飞行参数达到超出飞机的飞行包线的跳闸极限的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作，并且允许使用飞机的替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。相对于飞行控制计算机，替代控制装置可以具有减少的功能。评估所述一个或多个控制命令可以包括计算与多个控制命令相关联的趋势。评估所述一个或多个控制命令可以包括计算连续控制命令的平均值。确定飞机的飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况可以包括确定飞行参数是否满足持续性标准。可以使用与由飞行控制计算机使用的一个或多个命令算法不同的一个或多个监控算法来执行所述一个或多个控制命令的评估。使用存储在飞行控制计算机的存储器分区中的监控指令来执行一个或多个控制命令的评估，该存储器分区与存储被配置用于通过飞行控制计算机产生一个或多个控制命令的命令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于飞机的控制系统，所述控制系统包括：被配置用于感测所述飞机的飞行参数的传感器；飞行控制计算机，所述飞行控制计算机被可操作地联接，以接收代表由所述传感器感测到的所述飞行参数的一个或多个信号，并且所述飞行控制计算机被配置用于至少部分地基于所述飞行参数来控制所述飞机的一个或多个方面的操作；和监控设备，所述监控设备被配置用于：接收代表由所述传感器感测到的所述飞行参数的所述一个或多个信号；确定所述飞行参数指示所述飞机的偏离飞行包线的状况；当所述飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由所述飞行控制计算机输出且与所述飞行参数相关联的一个或多个控制命令；在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，允许所述飞行控制计算机继续控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作；以及在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机不试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，阻止所述飞行控制计算机控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 US 62/428,1501.一种用于飞机的控制系统，所述控制系统包括：被配置用于感测所述飞机的飞行参数的传感器；飞行控制计算机，所述飞行控制计算机被可操作地联接，以接收代表由所述传感器感测到的所述飞行参数的一个或多个信号，并且所述飞行控制计算机被配置用于至少部分地基于所述飞行参数来控制所述飞机的一个或多个方面的操作；和监控设备，所述监控设备被配置用于：接收代表由所述传感器感测到的所述飞行参数的所述一个或多个信号；确定所述飞行参数指示所述飞机的偏离飞行包线的状况；当所述飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由所述飞行控制计算机输出且与所述飞行参数相关联的一个或多个控制命令；在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，允许所述飞行控制计算机继续控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作；以及在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机不试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，阻止所述飞行控制计算机控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作。2.根据权利要求1所述的控制系统，包括替代控制装置，并且其中，所述监控设备被配置用于在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机不试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，允许使用所述替代控制装置来控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作。3.根据权利要求1所述的控制系统，包括替代控制装置，并且其中，所述监控设备被配置用于在所述飞行参数达到超出所述飞机的飞行包线的跳闸极限的条件下，阻止所述飞行控制计算机控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作，并且允许使用所述替代控制装置来控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作。4.根据权利要求2和3中的任一项所述的控制系统，其中，所述替代控制装置相对于所述飞行控制计算机具有减少的功能。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制系统，其中，评估所述一个或多个控制命令包括计算与多个所述控制命令相关联的趋势。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制系统，其中，评估所述一个或多个控制命令包括计算连续控制命令的平均值。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的控制系统，其中，确定所述飞机的所述飞行参数指示所述飞机的偏离飞行包线的状况包括确定所述飞行参数是否满足持续性标准。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的控制系统，其中，所述监控设备被配置为使用与由所述飞行控制计算机使用的一个或多个命令算法不同的一个或多个监控算法。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的控制系统，其中，所述监控设备包括存储在所述飞行控制计算机的存储器分区中的监控指令，所述存储器分区与存储被配置用于通过所述飞行控制计算机产生所述一个或多个控制命令的命令指令的存储器分区分开。10.根据权利要求1至9中的任一项所述的控制系统，其中，所述飞行参数是所述飞机的滚转角。11.根据权利要求1至9中的任一项所述的控制系统，其中，所述飞行参数是所述飞机的俯仰角。12.根据权利要求1至9中的任一项所述的控制系统，其中，所述飞行参数是所述飞机的迎角。13.根据权利要求1至9中的任一项所述的控制系统，其中，所述飞行参数是所述飞机的校准空速。14.根据权利要求1至9中的任一项所述的控制系统，其中，所述飞行参数是所述飞机的马赫数。15.根据权利要求1至14中的任一项所述的控制系统，其中，所述飞行控制计算机包括命令通道和监控通道。16.一种用于飞机的控制系统的监控设备，所述监控设备包括：一个或多个数据处理器；和存储指令的非瞬时性机器可读存储器，所述指令能够由所述一个或多个数据处理器执行，并且被配置用于使得所述一个或多个数据处理器：在所述飞机的一个或多个方面的操作使用飞行控制计算机控制时，确定所述飞机的飞行参数指示所述飞机的偏离飞行包线的状况；当所述飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由所述飞行控制计算机输出且与所述飞行参数相关联的一个或多个控制命令；在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，允许所述飞行控制计算机继续控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作；以及在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机不试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内的条件下，阻止所述飞行控制计算机控制所述飞机的所述一个或多个方面的操作。17.根据权利要求16所述的监控设备，其中，所述指令被配置用于使得所述一个或多个数据处理器在所述一个或多个控制命令指示所述飞行控制计算机不试图使所述飞机返回所述飞机的飞行包线内...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·甘斯曼德尔，蒂莫西·史密斯，
申请(专利权)人：庞巴迪公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA