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，旋翼飞行器包括：飞行控制计算机，其被配置成：从旋翼飞行器的第一飞行器传感器接收第一传感器信号；从旋翼飞行器的第二飞行器传感器接收第二传感器信号，第二飞行器传感器与第一飞行器传感器不同；使用互补滤波器对第一传感器信号和第二传感器信号进行组合以确定旋翼飞行器的估算垂直速度；根据旋翼飞行器的估算垂直速度而调节旋翼飞行器的飞行控制设备，从而改变旋翼飞行器的飞行特性；以及响应于检测到旋翼飞行器着地而重置互补滤波器。

【技术实现步骤摘要】
用于控制旋翼飞行器的系统及方法优先权声明和交叉引用本申请为于2018年6月1日提交的题为“SystemandMethodforControllingRotorcraft(用于控制旋翼飞行器的系统及方法)”的美国专利申请第15/996,132号的部分继续申请，其整体通过引用并入本文中。本申请还请求了于2019年1月2日提交的题为“SystemandMethodforControllingaRotorcraft(用于控制旋翼飞行器的系统及方法)”的美国临时专利申请第62/787,602号的权益和优先权，其整体通过引用并入本文中。
技术介绍
旋翼飞行器可以包括一个或更多个旋翼系统，该旋翼系统包含一个或更多个主旋翼系统。主旋翼系统产生支承飞行中的旋翼飞行器的重量的气动升力以及在向前飞行时移动旋翼飞行器的推力。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方向相同的方向上产生推力，以抵消由主旋翼系统产生的扭矩影响。为了旋翼飞行器平稳且有效的飞行，飞行员对发动机动力、主旋翼总推力、主旋翼循环推力和尾旋翼推力进行平衡，并且控制系统可以辅助飞行员稳定旋翼飞行器并且减少飞行员工作负担。
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飞行器传感器接收第一传感器信号，第一传感器信号包括旋翼飞行器的原始空速值；从旋翼飞行器的第二飞行器传感器接收第二传感器信号，第二飞行器传感器与第一飞行器传感器不同；测量旋翼飞行器的第一速度，第一速度为旋翼飞行器的地面速度或旋翼飞行器的原始空速；确定旋翼飞行器的空速值，所述确定包括：响应于旋翼飞行器的第一速度小于或等于预定值，使用第一传感器信号中的原始空速值作为确定的空速值，以及响应于旋翼飞行器的第一速度大于预定值，估算确定的空速值，所述估算包括：使用互补滤波器对第一传感器信号和第二传感器信号进行组合以确定估算的空速值，以及使用估算的空速值作为确定的空速值；以及根据确定的空速值调节旋翼飞行器的飞行控制设备。在方法的一些实施方式中，将第一传感器信号和第二传感器信号进行组合包括：相对于时间对第二传感器信号进行积分以获得第一滤波信号；以及将第一滤波信号和第一传感器信号相加以获得第二滤波信号，第二滤波信号包括旋翼飞行器的估算的空速值。在该方法的一些实施方式中，第一飞行器传感器是皮托管。在该方法的一些实施方式中，第二飞行器传感器是加速度计。在该方法的一些实施方式中，当旋翼飞行器在加速时，预定值是第一阈值，以及当旋翼飞行器在减速时，预定值是第二阈值，第二阈值小于第一阈值。在该方法的一些实施方式中，第一阈值为40节，以及第二阈值为25节。在实施方式中，一种旋翼飞行器包括：皮托管；加速度计；多个飞行控制设备；以及耦接至皮托管、加速度计和飞行控制设备的飞行控制计算机，飞行控制计算机被配置成：从皮托管接收旋翼飞行器的原始空速值；从加速度计接收旋翼飞行器的原始前进加速度值；测量旋翼飞行器的第一速度，第一速度为旋翼飞行器的地面速度或旋翼飞行器的原始空速；通过如下操作确定旋翼飞行器的空速值：响应于旋翼飞行器的第一速度小于或等于预定值，使用原始空速值作为确定的空速值；以及响应于旋翼飞行器的第一速度大于预定值，通过将原始空速值与原始前进加速度值进行组合来估算确定的空速值；以及根据确定的空速值调节旋翼飞行器的飞行控制设备。在旋翼飞行器的一些实施方式中，飞行控制计算机被配置成通过如下操作来估算确定的空速值：使用互补滤波器对原始空速值和原始前进加速度值进行组合以确定估算的空速值；以及使用估算的空速值作为确定的空速值。在旋翼飞行器的一些实施方式中，飞行控制计算机被配置成通过如下操作来将原始空速值和原始前进加速度值进行组合：相对于时间对原始前进加速度值进行积分以获得积分的前进加速度值；以及将积分的前进加速度值和原始空速值相加以获得估算的空速值。在旋翼飞行器的一些实施方式中，当旋翼飞行器的第一速度小于或等于预定值时，预定值是第一阈值，以及当旋翼飞行器的第一速度大于预定值时，预定值是第二阈值，第二阈值小于第一阈值。在实施方式中，一种方法包括：从旋翼飞行器的第一飞行器传感器接收第一传感器信号；从旋翼飞行器的第二飞行器传感器接收第二传感器信号，第二飞行器传感器与第一飞行器传感器不同；使用互补滤波器对第一传感器信号和第二传感器信号进行组合以确定旋翼飞行器的估算速度；根据旋翼飞行器的估算速度调节旋翼飞行器的飞行控制设备；测量旋翼飞行器的第一速度，第一速度为旋翼飞行器的地面速度或旋翼飞行器的原始空速；以及响应于旋翼飞行器的第一速度小于预定阈值而重置互补滤波器。在该方法的一些实施方式中，旋翼飞行器的估算速度是旋翼飞行器的估算的垂直速度。在该方法的一些实施方式中，旋翼飞行器的估算速度是旋翼飞行器的估算的空速。在该方法的一些实施方式中，使用互补滤波器对第一传感器信号和第二传感器信号进行组合包括：用第一滤波器对第一传感器信号进行滤波以获得第一滤波信号；用第二滤波器对第二传感器信号进行滤波以获得第二滤波信号，第二滤波器和第一滤波器彼此互补；以及将第一滤波信号和第二滤波信号相加以确定旋翼飞行器的估算速度。在该方法的一些实施方式中，使用互补滤波器对第一传感器信号和第二传感器信号进行组合包括：从第二传感器信号减去第一传感器信号以获得噪声差值信号；对噪声差值信号进行滤波以获得滤波差值信号；以及将第一传感器信号和滤波差值信号相加以确定旋翼飞行器的估算速度。在该方法的一些实施方式中，第一飞行器传感器是加速度计。在该方法的一些实施方式中，接收第一传感器信号包括：从加速度计接收加速度信号；以及对加速度信号进行积分以获得第一传感器信号。在该方法的一些实施方式中，第二飞行器传感器是皮托管。在该方法的一些实施方式中，接收第二传感器信号包括：从皮托管接收速度信号；以及使用速度信号作为第二传感器信号。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：根据估算的速度将旋翼飞行器的飞行员飞行控制与飞行控制设备解耦。在该方法的一些实施方式中，第一速度为旋翼飞行器的地面速度。在该方法的一些实施方式中，第一速度为旋翼飞行器的原始空速。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参照结合附图给出的下列描述，在附图中：图1示出了根据一些实施方式的旋翼飞行器；图2A是根据一些实施方式的电传飞行控制系统的框图；图2B示出了根据一些实施方式的驾驶舱的内部；图3是根据一些实施方式的三回路飞行控制系统的框图；图4是根据一些实施方式的用于垂直速度估算的第一系统的框图；图5是根据一些实施方式的用于垂直速度估算的第二系统的框图；图6是根据一些实施方式的用于垂直速度估算的方法的框图；图7是根据一些实施方式的滤波器的框图；图8是根据一些实施方式的用于空速估算的方法的框图；以及图9是根据一些实施方式的滤波器的框图。具体实施方式下面描述本公开内容的系统和方法的说明性实施方式。为清楚起见，在本说明书中可能没有描述实际实现的所有特征。当然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n从旋翼飞行器的第一飞行器传感器接收第一传感器信号，所述第一传感器信号包括所述旋翼飞行器的原始空速值；/n从所述旋翼飞行器的第二飞行器传感器接收第二传感器信号，所述第二飞行器传感器与所述第一飞行器传感器不同；/n测量所述旋翼飞行器的第一速度，所述第一速度为所述旋翼飞行器的地面速度或所述旋翼飞行器的原始空速；/n确定所述旋翼飞行器的空速值，所述确定包括：/n响应于所述旋翼飞行器的所述第一速度小于或等于预定值，使用所述第一传感器信号中的原始空速值作为所确定的空速值；以及/n响应于所述旋翼飞行器的所述第一速度大于所述预定值，估算所述确定的空速值，所述估算包括：/n使用互补滤波器对所述第一传感器信号和所述第二传感器信号进行组合以确定估算的空速值；以及/n使用所述估算的空速值作为所述确定的空速值；以及/n根据所述确定的空速值调节所述旋翼飞行器的飞行控制设备。/n

【技术特征摘要】
20190102 US 62/787,602;20190520 US 16/416,5081.一种方法，包括：
从旋翼飞行器的第一飞行器传感器接收第一传感器信号，所述第一传感器信号包括所述旋翼飞行器的原始空速值；
从所述旋翼飞行器的第二飞行器传感器接收第二传感器信号，所述第二飞行器传感器与所述第一飞行器传感器不同；
测量所述旋翼飞行器的第一速度，所述第一速度为所述旋翼飞行器的地面速度或所述旋翼飞行器的原始空速；
确定所述旋翼飞行器的空速值，所述确定包括：
响应于所述旋翼飞行器的所述第一速度小于或等于预定值，使用所述第一传感器信号中的原始空速值作为所确定的空速值；以及
响应于所述旋翼飞行器的所述第一速度大于所述预定值，估算所述确定的空速值，所述估算包括：
使用互补滤波器对所述第一传感器信号和所述第二传感器信号进行组合以确定估算的空速值；以及
使用所述估算的空速值作为所述确定的空速值；以及
根据所述确定的空速值调节所述旋翼飞行器的飞行控制设备。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述第一传感器信号和所述第二传感器信号进行组合包括：
相对于时间对所述第二传感器信号进行积分以获得第一滤波信号；以及
将所述第一滤波信号和所述第一传感器信号相加以获得第二滤波信号，所述第二滤波信号包括所述旋翼飞行器的所述估算的空速值。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一飞行器传感器是皮托管。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二飞行器传感器是加速度计。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述旋翼飞行器正在加速时，所述预定值是第一阈值，并且当所述旋翼飞行器正在减速时，所述预定值是第二阈值，所述第二阈值小于所述第一阈值。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一阈值为40节，以及所述第二阈值为25节。


7.一种旋翼飞行器，包括：
皮托管；
加速度计；
多个飞行控制设备；以及
飞行控制计算机，其耦接至所述皮托管、所述加速度计以及所述飞行控制设备，所述飞行控制计算机被配置成进行如下操作：
从所述皮托管接收所述旋翼飞行器的原始空速值；
从所述加速度计接收所述旋翼飞行器的原始前进加速度值；
测量所述旋翼飞行器的第一速度，所述第一速度为所述旋翼飞行器的地面速度或所述旋翼飞行器的原始空速；
通过如下操作确定所述旋翼飞行器的空速值：
响应于所述旋翼飞行器的所述第一速度小于或等于预定值，使用所述原始空速值作为所确定的空速值；以及
响应于所述旋翼飞行器的所述第一速度大于所述预定值，通过将所述原始空速值和所述原始前进加速度值进行组合来估算所述确定的空速值；以及
根据所述确定的空速值调节所述旋翼飞行器的飞行控制设备。


8.根据权利要求7所述的旋翼飞行器，其中，所述飞行控制计算机被配置成通过如下操作来估算所述确定的空速值：
使用互补滤波器对所述原始空速值和所述原始前进加速度值进行组合以确定估算的空速值；以及
使用所述估算的空速值作为所述确定的空速值。


9.根据权利要求8所述的旋翼飞行器，其中，所述飞行控制计算机被配置成通过如下操作来对所述原...

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