[發明專利]用于旋翼飛行器有源橫向擺動濾波器的系統和方法

有效

• 申請號: 201810229151.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108860574B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·邁克·博思韋爾;吉利安·薩曼莎·艾爾弗雷德;金成均;馬爾科·武加;馬修·亨德里克斯;馬克·瓦西科夫斯基;托馬斯·帕勒姆;邁克爾·雷格·史密斯
• 申請（專利權）人: 貝爾直升機德事隆公司
• 主分類號: B64C13/50
• 分類號: B64C13/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;董娟

本發明涉及用于旋翼飛行器有源橫向擺動濾波器的系統和方法。根據本發明的實施方式，一種操作旋翼飛行器的方法包括：接收來自偏航速率傳感器的測量偏航速率或來自旋翼飛行器的橫向加速度傳感器的測量橫向加速度；使用濾波器對測量偏航速率或測量橫向加速度進行濾波，以形成經濾波的測量偏航速率或經濾波的測量橫向加速度；以及基于測量偏航速率或測量橫向加速度來調節旋翼飛行器的偏航速率或橫向加速度。濾波器包括帶通特性或陷波特性，并且所述濾波被配置成減小由氣流在旋翼飛行器的尾部中引起的橫向振動。

技術領域

本發明總體上涉及用于飛行控制的系統和方法，并且在特定實施方式中，涉及用于旋翼飛行器有源橫向擺動濾波器的系統和方法。

背景技術

與機械控制系統相比，飛行器上的電傳飛行系統使用電子信號來控制飛行器中的飛行面和引擎。例如，代替使飛行員控制裝置經由液壓系統與控制面進行機械連接，將飛行員控制裝置以電子方式連接至飛行計算機，該飛行計算機又經由電子信號來控制飛行面致動器。通過另外將飛行計算機與飛行器傳感器對接，可以使用復雜的控制算法來提供自動駕駛儀功能以及使飛行器穩定并控制飛行器。

雖然電傳飛行系統在商用和民用固定翼飛行器中已經司空見慣，但是在旋翼飛行器(如直升機)中采用的電傳飛行系統要慢得多，部分原因在于，控制旋翼飛行器并使旋翼飛行器穩定的復雜性增加。然而，通過在直升機中采用電傳飛行系統，可以在困難的飛行環境(例如低速、低海拔、劣化的視覺環境以及惡劣天氣)中實現更安全的操作。電傳飛行系統可以有益于旋翼飛行器的另一方面是減少飛行員工作量。通過提供自動功能，例如響應于風而進行穩定化、控制軸解耦、位置保持和航向保持功能，飛行員能夠空出時間以將精力集中在其飛行的環境上。

發明內容

根據本發明的優選實施方式，一種操作旋翼飛行器的方法包括：接收來自偏航速率傳感器的測量偏航速率或來自旋翼飛行器的橫向加速度傳感器的測量橫向加速度；使用濾波器對測量偏航速率或測量橫向加速度進行濾波以形成經濾波的測量偏航速率或經濾波的測量橫向加速度；以及基于測量偏航速率或測量橫向加速度來調節旋翼飛行器的偏航速率或橫向加速度。濾波器包括帶通特性或陷波特性，并且所述濾波被配置成減小由氣流在旋翼飛行器的尾部中引起的橫向振動。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在參考以下結合附圖進行的描述，在附圖中：

圖1示出了實施方式的旋翼飛行器；

圖2示出了實施方式的旋翼飛行器飛行控制系統的框圖；

圖3示出了實施方式的飛行控制系統的框圖；

圖4示出了實施方式的飛行控制系統的偏航通道的框圖；

圖5示出了實施方式的傳感器信號處理器的框圖；

圖6示出了示出實施方式的有源橫向擺動濾波器的頻率響應的圖；以及

圖7示出了可以用于實現實施方式的控制算法的計算機系統。

除非另有指明，否則不同附圖中的相應附圖標記通常指代相應的部分。附圖被繪制以清楚地示出優選實施方式的相關方面，并且附圖未必按比例繪制。為了更清楚地說明某些實施方式，指示相同結構、材料或處理步驟的變化的字母可以跟在附圖標記之后。

具體實施方式

下面描述本公開內容的系統和方法的說明性實施方式。為清楚起見，實際實現方式的所有特征可能未必都在本說明書中描述。當然，將要理解，在任何這樣的實際實施方式的開發中，可以做出許多特定于實現方式的決策以實現開發者的特定目標，例如符合系統相關和商業相關的約束，這將隨著實現方式的不同而不同。此外，應該理解，這樣的開發努力可能是復雜且耗時的，但是對于受益于本公開內容的本領域普通技術人員而言仍然是常規任務。