用于控制旋翼飞行器的系统及方法技术方案

在实施方式中，一种方法包括：从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。

【技术实现步骤摘要】
用于控制旋翼飞行器的系统及方法
技术介绍
旋翼飞行器可以包括具有一个或更多个主旋翼系统的一个或更多个旋翼系统。主旋翼系统产生气动升力以支撑飞行中的旋翼飞行器的重量并产生推力以在向前飞行中移动旋翼飞行器。旋翼飞行器旋翼系统的另一示例是尾旋翼系统。尾旋翼系统可以在与主旋翼系统的旋转相同的方向上产生推力，以抵消由主旋翼系统产生的扭矩效应。为了使旋翼飞行器平稳且高效地飞行，飞行员平衡发动机动力、主旋翼总体推力、主旋翼循环推力和尾旋翼推力，并且控制系统可以帮助飞行员使旋翼飞行器稳定并且减少飞行员的工作负担。
技术实现思路
在实施方式中，一种方法包括：从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，该第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；并且根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。在一些实施方式中，该方法还包括：从旋翼飞行器的飞行员飞行控制装置接收控制信号；并且根据该控制信号调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性，第二轴线与第一轴线不同，其中，旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性响应于改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性而被改变。在该方法的一些实施方式中，第一传感器是速率传感器，并且获得第一信号包括：从速率传感器接收第一信号。在该方法的一些实施方式中，第一传感器是加速度计，并且获得第一信号包括：从加速度计接收转换传感器信号，该转换传感器信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的角加速度；并且将该转换传感器信号相对于时间进行积分以获得第一信号。在该方法的一些实施方式中，围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置仅使用围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度来估计。在该方法的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的所有操作点处具有相同的一组增益，该组增益是独立于旋翼飞行器的空速而预先确定的。在该方法的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的不同操作点处具有不同的成组的增益。在该方法的一些实施方式中，调节旋翼飞行器的飞行控制设备包括：根据利用第一信号估计的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第一飞行控制程序；并且根据利用来自第二传感器的第二信号测量的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第二飞行控制程序，其中，第一飞行控制程序比第二飞行控制程序具有更大的权限，其中，第一传感器是速率传感器，并且第二传感器是绝对传感器。在实施方式中，旋翼飞行器包括：第一传感器、飞行控制设备以及联接至第一传感器和飞行控制设备的飞行控制计算机，飞行控制计算机配置成：从第一传感器获得第一信号，第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；并且根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。在一些实施方式中，旋翼飞行器还包括：飞行员飞行控制装置，其中飞行控制计算机还配置成：从飞行员飞行控制装置接收控制信号；并且根据该控制信号调节飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性，第二轴线与第一轴线不同，其中，旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性响应于改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性而被改变。在旋翼飞行器的一些实施方式中，第一传感器是速率传感器，并且飞行控制计算机配置成通过从速率传感器接收第一信号来获得第一信号。在旋翼飞行器的一些实施方式中，第一传感器是加速度计，并且飞行控制计算机配置成通过以下各者获得第一信号：从加速度计接收转换传感器信号，该转换传感器信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的角加速度；并且将该转换传感器信号相对于时间进行积分以获得第一信号。在旋翼飞行器的一些实施方式中，围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置仅使用围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度来估计。在旋翼飞行器的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的所有操作点处具有相同的一组增益，该组增益集合是独立于旋翼飞行器的空速而预先确定的。在旋翼飞行器的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的不同操作点处具有不同的成组的增益。在旋翼飞行器的一些实施方式中，飞行控制计算机配置成通过以下各者来调节旋翼飞行器的飞行控制设备：根据利用第一信号估计的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第一飞行控制程序；并且根据利用来自第二传感器的第二信号测量的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第二飞行控制程序，其中，第一飞行控制程序比第二飞行控制程序具有更大的权限，其中，第一传感器是速率传感器，并且第二传感器是绝对传感器。在实施方式中，飞行控制计算机包括：处理器以及存储用于由处理器执行的编程的非暂时性计算机可读存储介质，该编程包括用于以下各者的指令：从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；并且根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。在飞行控制计算机的一些实施方式中，编程包括用于以下各者的另外的指令：从旋翼飞行器的飞行员飞行控制装置接收控制信号；并且根据该控制信号调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性，第二轴线与第一轴线不同，其中，旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性响应于改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性而被改变。在飞行控制计算机的一些实施方式中，第一传感器是速率传感器，并且用于获得第一信号的指令包括用于从速率传感器接收第一信号的指令。在飞行控制计算机的一些实施方式中，第一传感器是加速度计，并且用于获得第一信号的指令包括用于以下各者的指令：从加速度计接收转换传感器信号，该转换传感器信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的角加速度；并且将该转换传感器信号相对于时间进行积分以获得第一信号。在飞行控制计算机的一些实施方式中，围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置仅使用围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度来估计。在飞行控制计算机的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的所有操作点处具有相同的一组增益，该组增益集合是独立于旋翼飞行器的空速而预先确定的。在飞行控制计算机的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的不同操作点处具有不同的成组的增益。在飞行控制计算机的一些实施方式中，用于调节旋翼飞行器的飞行控制设备的指令包括用于以下各者的指令：根据利用第一信号估计的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第一飞行控制程序；并且根据利用来自第二传感器的第二信号测量的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第二飞行控制程序，其中，第一飞行控制程序比第二飞行控制程序具有更大的权限，其中，第一传感器是速率传感器，并且第二传感器是绝对传感器。附图说明为了更完整地理解本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，所述第一信号指示围绕所述旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；/n用滞后补偿器对所述第一信号进行滤波以估计围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的角位置；并且/n根据围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述估计角位置和所述测量角速度调节所述旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的飞行特性。/n

【技术特征摘要】
20190103 US 16/238,8891.一种方法，包括：
从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，所述第一信号指示围绕所述旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；
用滞后补偿器对所述第一信号进行滤波以估计围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的角位置；并且
根据围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述估计角位置和所述测量角速度调节所述旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的飞行特性。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述旋翼飞行器的飞行员飞行控制装置接收控制信号；并且
根据所述控制信号调节所述旋翼飞行器的所述飞行控制设备，由此改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性，所述第二轴线与所述第一轴线不同，
其中，所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述飞行特性响应于改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第二轴线的所述飞行特性而被改变。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一传感器是速率传感器，并且获得所述第一信号包括：
从所述速率传感器接收所述第一信号。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一传感器是加速度计，并且获得所述第一信号包括：
从所述加速度计接收转换传感器信号，所述转换传感器信号指示围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的角加速度；并且
将所述转换传感器信号相对于时间进行积分以获得所述第一信号。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述角位置仅使用围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述测量角速度来估计。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滞后补偿器在所述滞后补偿器的所有操作点处具有相同的一组增益，该组增益是独立于所述旋翼飞行器的空速而预先确定的。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滞后补偿器在所述滞后补偿器的不同操作点处具有不同的成组的增益。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，调节所述旋翼飞行器的所述飞行控制设备包括：
根据利用所述第一信号估计的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述角位置执行第一飞行控制程序；并且
根据利用来自第二传感器的第二信号测量的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述角位置执行第二飞行控制程序，
其中，所述第一飞行控制程序比所述第二飞行控制程序具有更大的权限，
其中，所述第一传感器是速率传感器，并且所述第二传感器是绝对传感器。


9.一种旋翼飞行器，包括：
第一传感器；
飞行控制设备；以及
联接至所述第一传感器和所述飞行控制设备的飞行控制计算机，所述飞行控制计算机配置成：
从所述第一传感器获得第一信号，所述第一信号指示围绕所述旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；
用滞后补偿器对所述第一信号进行滤波以估计围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的角位置；并且
根据围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述估计角位置和所述测量角速度调节所述飞行控制设备，由此改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的飞行特性。


10.根据权利要求9所述的旋翼飞行器，还包括：
飞行员飞行控制装置，其中，所述飞行控制计算机还配置成：
从所述飞行员飞行控制装置接收控制信号；并且
根据所述控制信号调节所述飞行控制设备，由此改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性，所述第二轴线与所述第一轴线不同，
其中，所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第一轴线的所述飞行特性响应于改变所述旋翼飞行器的围绕所述旋翼飞行器的所述第二轴线的所述飞行特性而被改变。


11.根据权利要求9所述的旋翼飞行器，其中，所述第一传感器是速率传感器，并且所述飞行控制计算机配置成通过从所述速率传感器接收所述第一信号来获得所述第一信号。


12.根据权利要求9所述的旋翼飞行器，其中，所述第一传感器是加速度计，并且所述飞行控制计算机配置成通过以下各者获得所述第一信号：
从所述加速度计接收转换传感器信号，所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉利安·萨曼莎·艾尔弗雷德，卢克·道菲德·吉莱特，罗伯特·厄尔·沃沙姆二世，金成均，
申请(专利权)人：贝尔德事隆公司，
类型：发明
国别省市：美国;US