[發明專利]用于旋翼飛行器飛行控制的系統和方法

在審

• 申請號: 201910207868.1
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110750105A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 羅伯特·厄爾·沃沙姆二世;盧克·道菲德·吉萊特;克里斯托弗·M·博思韋爾
• 申請（專利權）人: 貝爾直升機德事隆公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G05D1/08;B64C27/06
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 唐京橋;楊林森

公開了用于旋翼飛行器飛行控制的系統和方法。包括電傳操縱控制系統的旋翼飛行器還包括飛行控制計算機(FCC)，其能夠操作成通過向旋翼飛行器的飛行控制元件發送控制信號來控制旋翼飛行器的飛行。旋翼飛行器包括飛行指引儀系統，其耦合至FCC并且被配置成向FCC發送目標信號。目標信號指示旋翼飛行器的期望飛行特性。FCC被配置成從飛行指引儀系統接收目標信號，基于目標信號確定控制信號，并將控制信號發送至旋翼飛行器的飛行控制元件以基于目標信號控制旋翼飛行器的飛行。

技術領域

本發明一般地涉及用于旋翼飛行器中的自動飛行控制的系統和方法，并且在特定實施方式中涉及用于使用飛行指引儀系統進行旋翼飛行器控制的系統和方法。

背景技術

旋翼飛行器可以包括一個或更多個旋翼系統，所述一個或更多個旋翼系統包括一個或更多個主旋翼系統。主旋翼系統產生用以支撐旋翼飛行器在飛行中的重量的空氣動力升力和用以使旋翼飛行器向前飛行的推力。旋翼飛行器旋翼系統的另一示例是尾旋翼系統。尾旋翼系統可以在與主旋翼系統的旋轉相同的方向上產生推力，以抵消由主旋翼系統產生的扭矩效應。為了旋翼飛行器平穩并且高效地飛行，飛行員平衡發動機動力、主旋翼總距推力、主旋翼周期距推力和尾旋翼推力，并且控制系統可以輔助飛行員穩定旋翼飛行器并且減少飛行員工作量。

發明內容

一個實施方式的旋翼飛行器包括電傳操縱控制系統，該電傳操縱控制系統包括飛行控制計算機(FCC)，FCC能夠操作成通過向旋翼飛行器的飛行控制元件發送控制信號來控制旋翼飛行器的飛行。旋翼飛行器還包括耦合至FCC的飛行指引儀系統，其中，飛行指引儀系統被配置成向FCC發送目標信號，目標信號指示旋翼飛行器的期望飛行特性。FCC被配置成從飛行指引儀系統接收目標信號，基于目標信號確定控制信號，并將控制信號發送至旋翼飛行器的飛行控制元件以基于目標信號控制旋翼飛行器的飛行。在一個實施方式中，飛行指引儀系統還被配置成接收輸入的飛行路徑數據并確定旋翼飛行器的期望飛行特性，其中，確定期望飛行特性基于飛行路徑數據。在一個實施方式中，電傳操縱控制系統包括控制律，并且FCC使用電傳操縱控制系統的控制律來確定控制信號。在一個實施方式中，期望飛行特性包括旋翼飛行器的期望速度。在一個實施方式中，飛行指引儀系統還被配置成確定飛行特性的期望值與飛行特性的當前值之間的差，其中，目標信號指示該差。在一個實施方式中，FCC還被配置成將飛行指引儀系統與FCC解耦，解耦基于旋翼飛行器的當前飛行狀況。在一個實施方式中，飛行指引儀系統還被配置成從一個或更多個旋翼飛行器傳感器接收傳感器信號并向FCC發送更新的目標信號，其中，更新的目標信號基于傳感器信號。在一個實施方式中，FCC被配置成基于FCC的飛行模式確定控制信號。

另一個實施方式的旋翼飛行器包括用于旋翼飛行器的飛行指引儀系統，該飛行指引儀系統耦合至旋翼飛行器的飛行控制計算機(FCC)。飛行指引儀系統包括處理器和存儲要由處理器執行的程序的非暫態計算機可讀存儲介質。該程序包括用于以下操作的指令：接收飛行員輸入；基于飛行員輸入生成飛行路徑，飛行路徑包括一個或更多個期望飛行特性；以及將表示一個或更多個期望飛行特性的信號發送至旋翼飛行器的FCC。FCC包括處理器和存儲要由處理器執行的程序的非暫態計算機可讀存儲介質，該程序包括用于提供對旋翼飛行器的控制的指令。用于提供對旋翼飛行器的控制的指令包括用于以下操作的指令：從旋翼飛行器的飛行指引儀系統接收表示一個或更多個期望飛行特性的信號；基于期望飛行特性生成控制信號；以及將控制信號發送至旋翼飛行器的一個或更多個飛行控制元件以控制旋翼飛行器的飛行。在一個實施方式中，FCC包括控制律，并且用于基于期望飛行特性生成控制信號的指令包括基于控制律生成控制信號的指令。在一個實施方式中，一個或更多個期望飛行特性包括旋翼飛行器的期望航向。在一個實施方式中，一個或更多個期望飛行特性包括旋翼飛行器的期望傾斜角。在一個實施方式中，飛行員輸入包括選擇旋翼飛行器的飛行模式，其中，飛行路徑基于所選擇的飛行模式而生成。在一個實施方式中，飛行模式包括復飛模式。