用于飞行器的主飞控系统及其控制方法技术方案

公开了用于飞行器的主飞控系统及其控制方法。主飞控系统可包括控制单元和主飞控计算机。控制单元可从高升力系统接收由缝翼上的第一位置传感器生成的第一缝翼位置信号，并且可从安装在缝翼上的第二位置传感器接收第二缝翼位置信号。当主飞控计算机正常工作时，主飞控计算机可基于来自操纵器件的操作输入信号和第一缝翼位置信号生成控制命令，并且控制单元基于控制命令生成舵面指令以控制飞行器的一个或多个舵面。当主飞控计算机发生故障时，控制单元可基于操作输入信号和第二缝翼位置信号生成舵面指令，以控制飞行器的一个或多个舵面。舵面。舵面。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行器的主飞控系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及飞行器，尤其涉及用于飞行器的主飞控系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]飞行器的高升力系统包括位于机翼前缘的缝翼和位于机翼后缘的襟翼。在飞机起飞、着陆等低速阶段通过前缘缝翼和后缘襟翼的向外伸出、向下弯曲来增大机翼面积及改变构型并由此提供飞机升力，以获得足够的起飞速度。
[0003]飞行员操作襟/缝翼操纵手柄(FSCL)时，高升力系统的襟缝翼电子控制装置(FSECU)检测到有效的手柄指令信号，再发出命令给动力驱动单元(PDU)以驱动襟翼和/或缝翼运动。位于襟翼和/或缝翼上的位置传感器可将翼面的位置反馈给FSECU。
[0004]缝翼位置信号可用于表征缝翼打开和收回这两种状态，主飞控系统的控制律将根据这两种状态计算飞机在不同构型下的舵面控制命令。主飞控系统所需的缝翼位置信息一般来源于高升力计算机发出的缝翼位置信号。对于目前的商用飞机，高升力系统与主飞控系统存在两种布局：1.高升力系统的控制被集成在主飞控系统的主飞控计算机中；2.高升力系统采用独立的控制设备(例如，高升力计算机，其可包含FSECU)。在第二种布局中，主飞控系统的控制律需要高升力计算机提供的缝翼位置信号用于调参以生成舵面控制命令。
[0005]然而，高升力计算机提供的缝翼位置信号可能发生错误(例如，由于共模故障)，在主飞控系统无法进行信号故障检测的情况下，基于错误的缝翼位置信号生成的舵面控制命令可能导致舵面出现非指令偏转，影响飞机安全。
[0006]因此，本领域需要一种改进的用于飞行器的主飞控系统及其控制方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了用于飞行器的主飞控系统及其控制方法。根据本专利技术的一个实施例，主飞控系统可采用与高升力系统独立的探测装置提供缝翼位置信号，进一步还能基于完整性分析的余度管理算法进行故障监控。当主飞控计算机正常工作时，主飞控系统采用高升力计算机发来的缝翼位置信号进行舵面控制，此时主飞控计算机还可以进行故障监控，及时探测出缝翼信号故障；当主飞控计算机故障时，主飞控系统进入直接控制模式，采用独立的缝翼位置传感器提供缝翼信号进行舵面控制。根据本专利技术的实施例，独立传感器其本身失效概率可小于1e
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5/FH，不存在单点故障，同时又与高升力计算发出的缝翼位置信号相互独立，满足了安全性要求。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种用于飞行器的主飞控系统，其包括：控制单元，所述控制单元连接至高升力系统以从所述高升力系统接收第一缝翼位置信号，所述第一缝翼位置信号是基于与所述高升力系统相关联的安装在缝翼上的第一位置传感器检测到的缝翼位置生成的；安装在缝翼上的第二位置传感器，其被配置成基于检测到的缝翼位置来生成第二缝翼位置信号，其中所述控制单元还接收所述第二缝翼位置信号；以及连接至所述控制单元的主飞控计算机，其中当所述主飞控计算机正常工作时，所述主飞控计算
机基于来自操纵器件的操作输入信号和所述第一缝翼位置信号生成控制命令，并且所述控制单元基于所述控制命令生成舵面指令，以控制所述飞行器的一个或多个舵面，并且其中当所述主飞控计算机发生故障时，所述控制单元基于所述操作输入信号和所述第二缝翼位置信号生成舵面指令，以控制所述飞行器的所述一个或多个舵面。
[0009]在一方面，当所述主飞控计算机正常工作时，所述主飞控计算机基于所述第一缝翼位置信号与所述第二缝翼位置信号的比较来确定所述第二位置传感器是否存在故障。
[0010]在一方面，所述控制单元基于所述第一缝翼位置信号生成第一缝翼状态信号并基于所述第二缝翼位置信号生成第二缝翼状态信号，其中所述第一缝翼状态信号和所述第二缝翼状态信号各自指示所述缝翼处于打开状态或收回状态，其中所述主飞控计算机在正常工作时确定所述第一缝翼状态信号与所述第二缝翼状态信号是否指示相同的状态，如果所述第一缝翼状态信号与所述第二缝翼状态信号指示不同的状态达阈值时间段以上，则确定所述第二位置传感器存在故障，或者其中所述主飞控计算机在正常工作时确定所述第一缝翼状态信号发生状态改变的第一状态切换时间、以及所述第二缝翼状态信号发生所述状态改变的第二状态切换时间，如果所述第一状态切换时间与所述第二状态切换时间相差超过阈值，则确定所述第二位置传感器存在故障。
[0011]在一方面，所述主飞控计算机在正常工作时通过比较所述控制单元从所述高升力系统的多个通道接收的多个第一缝翼位置信号来确定所述第一缝翼位置信号是否存在故障，如果所述第一缝翼位置信号存在故障，则所述主飞控计算机基于先前的最后一个有效的第一缝翼位置信号来生成控制命令以控制所述飞行器的所述一个或多个舵面。
[0012]在一方面，所述控制单元基于所述操作输入信号和所述第二缝翼位置信号生成舵面指令包括：所述控制单元基于所述第二缝翼位置信号生成第二缝翼状态信号，所述第二缝翼状态信号指示所述缝翼处于打开状态或收回状态，并且所述控制单元基于来自所述操纵器件的所述操作输入信号以及与所述第二缝翼状态信号相对应的增益来生成舵面指令。
[0013]在一方面，所述一个或多个舵面包括以下一者或多者：升降舵面、水平安定舵面、方向舵、扰流板、副翼。
[0014]在一方面，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器各自包括以下一者或多者：旋转差动位置传感器、线性位移传感器、钢索式位置传感器、光电编码器传感器。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种飞行器，其包括：高升力系统；以及如上任一项所述的主飞控系统。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，提供了一种用于飞行器的主飞控系统的控制方法，其包括：从高升力系统接收第一缝翼位置信号，所述第一缝翼位置信号是基于与所述高升力系统相关联的安装在缝翼上的第一位置传感器检测到的缝翼位置生成的；接收由安装在缝翼上的第二位置传感器检测到的第二缝翼位置信号；当主飞控计算机正常工作时，所述主飞控计算机基于来自操纵器件的操作输入信号和所述第一缝翼位置信号生成控制命令，并且由控制单元基于所述控制命令生成舵面指令，以控制所述飞行器的一个或多个舵面；以及当所述主飞控计算机发生故障时，由所述控制单元基于所述操作输入信号和所述第二缝翼位置信号生成舵面指令，以控制所述飞行器的所述一个或多个舵面。
[0017]在一方面，当所述主飞控计算机正常工作时，所述主飞控计算机基于所述第一缝翼位置信号与所述第二缝翼位置信号的比较来确定所述第二位置传感器是否存在故障。
[0018]在一方面，该控制方法还包括：基于所述第一缝翼位置信号生成第一缝翼状态信号并基于所述第二缝翼位置信号生成第二缝翼状态信号，其中所述第一缝翼状态信号和所述第二缝翼状态信号各自指示所述缝翼处于打开状态或收回状态，确定所述第一缝翼状态信号与所述第二缝翼状态信号是否指示相同的状态，如果所述第一缝翼状态信号与所述第二缝翼状态信号指示不同的状态达阈值时间段以上，则确定所述第二位置传感器存在故障，或者确定所述第一缝翼状态信号发生状态改变的第一状态切换时间、以及所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞行器的主飞控系统，其特征在于，包括：控制单元，所述控制单元连接至高升力系统以从所述高升力系统接收第一缝翼位置信号，所述第一缝翼位置信号是基于与所述高升力系统相关联的安装在缝翼上的第一位置传感器检测到的缝翼位置生成的；安装在缝翼上的第二位置传感器，其被配置成基于检测到的缝翼位置来生成第二缝翼位置信号，其中所述控制单元还接收所述第二缝翼位置信号；以及连接至所述控制单元的主飞控计算机，其中当所述主飞控计算机正常工作时，所述主飞控计算机基于来自操纵器件的操作输入信号和所述第一缝翼位置信号生成控制命令，并且所述控制单元基于所述控制命令生成舵面指令，以控制所述飞行器的一个或多个舵面，并且其中当所述主飞控计算机发生故障时，所述控制单元基于所述操作输入信号和所述第二缝翼位置信号生成舵面指令，以控制所述飞行器的所述一个或多个舵面。2.如权利要求1所述的主飞控系统，其特征在于：当所述主飞控计算机正常工作时，所述主飞控计算机基于所述第一缝翼位置信号与所述第二缝翼位置信号的比较来确定所述第二位置传感器是否存在故障。3.如权利要求1所述的主飞控系统，其特征在于：所述控制单元基于所述第一缝翼位置信号生成第一缝翼状态信号并基于所述第二缝翼位置信号生成第二缝翼状态信号，其中所述第一缝翼状态信号和所述第二缝翼状态信号各自指示所述缝翼处于打开状态或收回状态，其中所述主飞控计算机在正常工作时确定所述第一缝翼状态信号与所述第二缝翼状态信号是否指示相同的状态，如果所述第一缝翼状态信号与所述第二缝翼状态信号指示不同的状态达阈值时间段以上，则确定所述第二位置传感器存在故障，或者其中所述主飞控计算机在正常工作时确定所述第一缝翼状态信号发生状态改变的第一状态切换时间、以及所述第二缝翼状态信号发生所述状态改变的第二状态切换时间，如果所述第一状态切换时间与所述第二状态切换时间相差超过阈值，则确定所述第二位置传感器存在故障。4.如权利要求1所述的主飞控系统，其特征在于：所述主飞控计算机在正常工作时通过比较所述控制单元从所述高升力系统的多个通道接收的多个第一缝翼位置信号来确定所述第一缝翼位置信号是否存在故障，如果所述第一缝翼位置信号存在故障，则所述主飞控计算机基于先前的最后一个有效的第一缝翼位置信号来生成控制命令以控制所述飞行器的所述一个或多个舵面。5.如权利要求1所述的主飞控系统，其特征在于，所述控制单元基于所述操作输入信号和所述第二缝翼位置信号生成舵面指令包括：所述控制单元基于所述第二缝翼位置信号生成第二缝翼状态信号，所述第二缝翼状态信号指示所述缝翼处于打开状态或收回状态，并且所述控制单元基于来自所述操纵器件的所述操作输入信号以及与所述第二缝翼状态信号相对应的增益来生成舵面指令。6.如权利要求1所述的主飞控系统，其特征在于：所述一个或多个舵面包括以下一者或多者：升降舵面、水平安定舵面、方向舵、扰流板、
副翼。7.如权利要求1所述的主飞控系统，其特征在于：所述第一位置传感器和所述第二位置传感器各自包括以下一者或多者：旋转差动位置传感器、线...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨夏勰，薛瀛，王留呆，王延刚，范申磊，
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：