[發明專利]一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法

在審

• 申請號: 202011610715.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112783186A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 鞏磊;薛源;何超;黑文靜;張龑
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王迪

1.一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于：構造慣性迎角、慣性側滑角信號作為飛行器迎角、側滑角信號故障時的替代值。

2.如權利要求1所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，包括：

步驟1、飛行器三軸地速分量解算；

步驟2、慣性迎角/慣性側滑角構造；

步驟3、重構信號對故障信號的替代。

3.如權利要求2所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，步驟1具體為：機載系統測量北向速度、東向速度、地向速度表征飛行器相對于地面運動的速度向量，機載系統測量俯仰角、滾轉角、偏航角表征飛行器相對于地面的姿態，通過俯仰角、滾轉角、偏航角構造地面坐標系到飛行器機體坐標系的轉換矩陣，通過轉換矩陣與飛行器地速向量的矩陣乘法運算，獲得飛行器地速在機體坐標系的三軸分量，包括地速縱軸分量、地速側軸分量和地速豎軸分量。

4.如權利要求2所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，步驟2具體為：使用飛行器地速在機體坐標系的三軸分量，通過地速三軸分量之間的幾何關系，構造慣性迎角和慣性側滑角。其中，慣性迎角的構造方法為，地速縱軸分量與地速豎軸分量所形成的二維向量與地速縱軸分量的夾角；慣性側滑角的構造方法為，地速縱軸分量、地速側軸分量和地速豎軸分量所形成的三維向量與地速縱軸分量和地速豎軸分量所形成的二維平面的夾角。

5.如權利要求2所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，步驟3具體為：使用迎角和側滑角的信號故障標識，通過邏輯判斷進行測量迎角信號與慣性迎角信號的切換，以及測量側滑角信號與慣性側滑角信號的切換。

6.如權利要求3所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，步驟1包括：

設飛行器相對于地面運動的北向速度為V_N、東向速度為V_E、地向速度為V_D，則飛行器相對于地面運動的速度(地速)向量可表達為：[V_N V_E V_D]^T；

設飛行器相對于地面坐標系的俯仰角為θ、滾轉角為φ、偏航角為ψ，則地面坐標系i到飛行器機體坐標系b的坐標變換矩陣為：

設飛行器地速在機體坐標系的縱軸分量為u，側軸分量為v，豎軸分量為w，則地速在機體坐標系的三軸分量計算方法為：

7.如權利要求4所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，步驟2包括：

設慣性迎角為α_i，慣性側滑角為β_i，當飛行器地速在機體坐標系中的三軸分量u、v、w已知時，則慣性迎角和慣性側滑角的計算方法為：

8.如權利要求5所述的一種飛行器迎角、側滑角信號的重構方法，其特征在于，步驟3包括：

使用迎角和側滑角的信號故障標識，通過邏輯判斷進行測量迎角信號與慣性迎角信號的切換，以及測量側滑角信號與慣性側滑角信號的切換。設測量迎角信號為α_s，迎角信號故障標識為SW_AOA，控制使用迎角信號為α，則迎角信號的故障切換邏輯為：

設測量側滑角信號為β_s，側滑角信號故障標識為SW_AOS，控制使用側滑角信號為β，則側滑角信號的故障切換邏輯為：