本发明专利技术涉及用于自动驾驶仪的超控断开装置和超控断开的方法。超控断开装置包括：检测单元，其在驾驶员实施操控断开操作时检测驾驶员施加在驾驶杆/盘上的作用力，生成和发出实际载荷数据；超控断开控制器，其和检测单元通信连接并且根据驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，并与从检测单元接收到的实际载荷数据进行比较，当预期的载荷数据和实际的载荷数据之差超过预定的阈值时，发送超控断开信号；通断状态判断机构，其与超控断开控制器通信连接，并在接收到来自超控断开控制器的超控断开信号时，判断自动驾驶仪是否为接通状态并且在确定自动驾驶仪已经接通了预设的时间长度后，将断开请求信号发送给伺服电机，使伺服电机和自动驾驶仪断开。电机和自动驾驶仪断开。电机和自动驾驶仪断开。
【技术实现步骤摘要】
一种用于自动驾驶仪的超控断开装置和超控断开方法
[0001]本专利技术涉及飞机控制领域，尤其涉及一种用于自动驾驶仪的超控断开装置和使自动驾驶仪超控断开的方法，其适用于自动驾驶仪的接通断开逻辑设计。
技术介绍
[0002]现代民用飞机通常采用电传飞控系统，驾驶员的操作方式大致可以分为如下两种：一种是杆/盘方式，另一种是侧杆方式。杆/盘的方式是一种传统的方式，在调整飞机姿态过程中，驾驶杆/盘运动能直观的给驾驶员提供视觉和触觉的舵面运动的感受。当自动驾驶仪接通时，驾驶杆/盘也能跟着自动驾驶仪指令进行随动。而侧杆的方式不是直接通过机械连杆连接驾驶杆/盘和舵面，而是通过侧杆将驾驶员的指令转换为电信号，直接传递到舵面的作动器上。所以在侧杆方式下，自动驾驶仪接通时，侧杆锁定在中立位，无法给驾驶员提供直观的感受。尤其当自动驾驶仪指令舵面运动到某个位置，而侧杆还保持在中立位时，若自动驾驶仪突然断开，则可能会在侧杆控制和舵面位置有个突然的调整，容易造成乘客的不舒适。
[0003]在自动驾驶仪接通情况下，当出现紧急时，应提供多种能断开自动驾驶仪的方式。正常的断开方式是使用自动驾驶仪断开按钮。当然也可以使用飞行控制板上的自动驾驶仪按钮，或者某些飞机提供了断开伺服电机供电的方式。这些方式都需要额外的断路器、电源或线路等，降低了系统正常工作的可靠性。
技术实现思路
[0004]在现有技术的基础上，本专利技术的目的是提供一种用于自动驾驶仪的超控断开装置，该超控断开装置能够使得在自动驾驶仪断开按钮失效的情况下，当出现紧急情况时需要驾驶员在驾驶杆上施加足够的力来克服自动驾驶仪的输出轴运动，由此驾驶员可以通过超控的方式断开自动驾驶仪，确保驾驶员能够进行人工操作。
[0005]该目的通过专利技术以下形式的一种用于自动驾驶仪的超控断开装置，所述自动驾驶仪在接通时驱动驾驶杆/盘运动，模拟驾驶员的操作，所述超控断开装置包括：
[0006]检测单元，所述检测单元被设置成能够在驾驶员实施操控断开操作时检测驾驶员施加在驾驶杆/盘上的作用力，并生成和发出实际载荷数据；
[0007]超控断开控制器，所述超控断开控制器和所述检测单元通信连接，并且被配置成能够根据驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，并与从检测单元接收到的实际载荷数据进行比较，当预期的载荷数据和实际的载荷数据之差超过预定的阈值时，发送超控断开信号；
[0008]通断状态判断机构，所述通断状态判断机构被配置成能够与所述超控断开控制器通信连接，并在接收到来自所述超控断开控制器的超控断开信号时，判断自动驾驶仪是否为接通状态并且在确定自动驾驶仪已经接通了预设的时间长度后，将断开请求信号发送给伺服电机，以使得伺服电机断开，从而断开自动驾驶仪。
[0009]通过在普通的自动驾驶仪控制回路中加入根据本专利技术的超控断开装置，可在自动驾驶仪断开按钮失效的情况下，当出现紧急情况时驾驶员通过施加力就可借助超控断开装置实现从自动驾驶到人工驾驶的转换。由此提高了系统正常工作的可靠性和安全性。
[0010]根据本专利技术的一种优选实施方式，所述超控断开控制器包括杆/盘位移-载荷模型、比较器和判断模块，所述杆/盘位移-载荷模型基于接收到的驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，所述比较器比较所述预期的载荷数据与实际载荷数据并得出所述预期的载荷数据与实际载荷数据的载荷差值，将所述载荷差值传递给判断模块，所述判断模块被构造成，当所述载荷差值超过阈值时生成超控断开信号。
[0011]根据本专利技术的一种优选实施方式，所述杆/盘位移-载荷模型符合以下公式：
[0012][0013]其中，T为载荷，trim为配平量，[-x0,x0]为杆/盘位移的中立位区间，[-y0,y0]为扭矩的中立位区间，x为杆/盘位移，k1和k2为系数。借助该模型可更简单且可靠地实现自动驾驶仪的断开。
[0014]根据本专利技术的一种优选实施方式，k1大于k2。该杆/盘位移-载荷模型符合实际杆/盘的力走向。
[0015]根据本专利技术的一种优选实施方式，在杆位移的情况下所述配平量为升降舵配平量，在盘位移的情况下所述配平量为副翼配平量。通过引入配平量能够即使在杆/盘位移的中立位没有位于零点位置中时，也可实现对中立位配平。
[0016]根据本专利技术的一种优选实施方式，所述预设时间为2秒。通过设置延迟时间可防止在自动驾驶接通瞬间，载荷突然增大并且与杆/盘位移信号不一致造成误断开。
[0017]根据本专利技术的一种优选实施方式，所述载荷为扭矩。由此使得能够更简单地实现该杆/盘位移-载荷模型。
[0018]本专利技术还提出一种利用根据本专利技术的超控断开装置超控断开自动驾驶仪的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0019]步骤一：在需要超控断开所述自动驾驶仪时，检测单元检测驾驶员施加在驾驶杆/盘上的作用力，并生成和发出实际载荷数据，
[0020]步骤二：超控断开控制器从所述检测单元接收实际载荷数据，并且接根据驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，并比较实际载荷数据与预期的载荷数据，当二者的差值超过阈值时生成超控断开信号并且发送给通断状态判断机构，
[0021]步骤三：所述通断状态判断机构在接收到超控断开信号之后，判断自动驾驶仪是否为接通状态，并且在确定自动驾驶仪已经接通了预设的时间长度后，将断开请求信号发送给伺服电机，以使得伺服电机断开，从而断开自动驾驶仪。
[0022]根据本专利技术的一种优选实施方式，所述超控断开控制器包括杆/盘位移-载荷模型、比较器和判断模块；在所述步骤二中，通过所述杆/盘位移-载荷模型基于接收到的驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，利用所述比较器比较所述预期的载荷数据与实际载荷数据并得出所述预期的载荷数据与实际载荷数据的载荷差值，将所述载荷差值传递给
判断模块，当所述扭矩差值超过阈值时借助所述判断模块生成超控断开信号。
[0023]根据本专利技术的利用超控断开装置超控断开自动驾驶仪的方法具有根据本专利技术的超控断开装置的所有优点。
附图说明
[0024]为了更好地理解本专利技术的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本专利技术的优选实施方式，对本专利技术的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
[0025]图1示出了飞机自动驾驶仪工作原理图；
[0026]图2示出了根据本专利技术的自动驾驶仪进行超控断开的控制原理图；
[0027]图3示出了根据本专利技术的杆/盘位移-载荷模型图。
[0028]附图标记列表
[0029]检测系统 100
[0030]计算机构 200
[0031]伺服电机 300
[0032]机械传动机构 400
[0033]驾驶杆/盘 500
[0034]旋转可变位移传感器 600
[0035]飞行控制计算机 700
[0036]舵本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶仪的超控断开装置，所述自动驾驶仪在接通时驱动驾驶杆/盘运动，模拟驾驶员的操作，所述超控断开装置包括：检测单元，所述检测单元被设置成能够在驾驶员实施操控断开操作时检测驾驶员施加在驾驶杆/盘上的作用力，并生成和发出实际载荷数据；超控断开控制器，所述超控断开控制器和所述检测单元通信连接，并且被配置成能够根据驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，并与从检测单元接收到的实际载荷数据进行比较，当预期的载荷数据和实际的载荷数据之差超过预定的阈值时，发送超控断开信号；通断状态判断机构，所述通断状态判断机构被配置成能够与所述超控断开控制器通信连接，并在接收到来自所述超控断开控制器的超控断开信号时，判断自动驾驶仪是否为接通状态并且在确定自动驾驶仪已经接通了预设的时间长度后，将断开请求信号发送给伺服电机，以使得伺服电机断开，从而断开自动驾驶仪。2.根据权利要求1所述的超控断开装置，其特征在于，所述超控断开控制器包括杆/盘位移-载荷模型、比较器和判断模块，所述杆/盘位移-载荷模型基于接收到的驾驶杆/盘当前的位移生成预期的载荷数据，所述比较器比较所述预期的载荷数据与实际载荷数据并得出所述预期的载荷数据与实际载荷数据的载荷差值，将所述载荷差值传递给判断模块，所述判断模块被构造成，当所述载荷差值超过阈值时生成超控断开信号。3.根据权利要求1或2所述的超控断开装置，其特征在于，所述杆/盘位移-载荷模型符合以下公式：其中，T为载荷，trim为配平量，[-x0,x0]为杆/盘位移的中立位区间，[-y0,y0]为扭矩的中立位区间，x为杆/盘位移，k1和k2为系数。4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：周超，邵慧，刘文渊，张兆亮，韩亚龙，刘备，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。