[发明专利]用于踏板到翻滚耦合的控制律

说明书

本公开提供了用于控制线控飞行飞机的操作的方法和系统。从操作员控制装置接收一个或多个偏航命令，并且基于偏航命令确定一个或多个实际诱发的翻滚速度。偏航信号和翻滚抵消命令被发送到飞机的飞行控制部件，偏航信号用于在飞机中引起偏航运动，并且翻滚抵消命令用于抵消实际诱发的翻滚。基于偏航命令确定标准化的翻滚速度命令，并且将标准化的翻滚速度命令发送到飞行控制部件，以在飞机中引起翻滚运动。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2016年6月21日提交的美国临时专利申请第62/352,873号的权益，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及线控飞行飞机，并且更具体地涉及支配飞机运动的控制律。

背景技术

虽然传统飞机主要是机械系统，但许多现代飞机采用了所谓的“线控飞行”技术。简而言之，传统飞机使用机械连杆来转化操作员命令，例如，按下踏板或倾斜飞行杆，以引起飞行控制部件移动，例如将副翼升高或降低。相比之下，线控飞行飞机将操作员命令转换为电信号，无论是模拟的还是数字的。线控飞行控制器处理所接收的操作员命令，以产生控制信号，然后将控制信号发送到飞行控制部件。然后，飞行控制部件基于接收的信号修改它们的行为。

在传统飞机中，偏航运动(飞机航向的变化)伴随着翻滚运动(翻滚速度(rollrate))，这是由于机翼的相对速度的变化而导致的机翼上的相对压力的差异而诱发的。然而，某些线控飞行(FBW)飞机制造商已经使用FBW技术来“去耦”某些飞机运动。例如，通过处理偏航命令以产生信号并将信号发送到飞机的方向舵和副翼，能够将诱发的翻滚运动抵消，并且飞机将仅偏航。

将飞机的偏航和翻滚运动去耦对飞行员提出了挑战。实际上，许多飞行员已经养成了通过发送单独的翻滚命令来手动抵消所诱发的翻滚的习惯。对于许多经验丰富的飞行员来说，重新学习新习惯，即不发送单独的翻滚命令，已经被证明是困难的。然而，飞机对偏航命令的实际物理响应可能是不可预测的，使得即使是老练的飞行员也可能在某些情况下(例如，在高侧风中着陆)对于诱发的翻滚补偿过度或补偿不足。

一些现有技术的尝试已经命令将有限的倾斜角度变化伴随偏航命令，以保持一些自然的飞机特性，而不是传统飞机中存在的持续翻滚速度。其它尝试引起基于偏航输入的横轴的初始扰动。这些尝试要求飞行员首先手动反向移动横向轴，而一旦克服了干扰就会将飞行杆返回到中立。相比之下，在传统飞机中，飞行员需要持续地输入横向命令以补偿飞机的偏航运动。

因此，存在改进的空间。

发明内容

本公开提供了用于控制线控飞行飞机的操作的方法和系统。从操作员控制装置接收一个或多个偏航命令，并且基于偏航命令确定一个或多个实际诱发的翻滚。偏航信号和翻滚抵消命令被发送到飞机的飞行控制部件，偏航信号用于在飞机中引起偏航运动，并且翻滚抵消命令用于抵消实际诱发的翻滚。基于偏航命令确定标准化的翻滚速度命令，然后将标准化的翻滚速度命令发送到飞行控制部件，以在飞机中引起翻滚运动。

根据一个广泛的方面，提供了一种用于控制飞机的操作的方法，该方法包括：从操作员控制装置接收至少一个偏航命令；至少部分地基于所述至少一个偏航命令确定至少一个实际诱发的翻滚；产生偏航信号并且将其发送到飞机的至少一个第一飞行控制部件，以在飞机中引起偏航运动，偏航信号至少部分地基于所述至少一个偏航命令；产生翻滚抵消命令并且将其发送到至少一个第二飞行控制部件，以抵消所述至少一个实际诱发的翻滚；至少部分地基于偏航命令确定标准化的翻滚速度命令；以及将标准化的翻滚速度命令发送到至少一个第三飞行控制部件，以在飞机中引起标准化的翻滚运动。

在一些实施例中，确定标准化的翻滚速度命令包括从查找表中选择标准化的翻滚速度命令。

在一些实施例中，确定标准化的翻滚速度命令包括至少部分地基于所述至少一个偏航命令和一组理想条件来计算标准化的翻滚运动。