[发明专利]驱动飞机空气动力学操纵面的致动器的开环和闭环控制

说明书

本发明涉及一种开环和闭环控制n个驱动飞机空气动力学操纵面(102)的致动器A_n(101)的装置和方法，其中n＝1，2，...，N，且N≥1，所述装置包括第一界面(104)和/或第二界面(103)，单元(105)，在所述第一界面处，通过飞行员在输入装置(110)的手动输入生成并提供用于开环控制所述致动器A_n(101)的预设值SV_Pilot，在所述第二界面处，通过飞机的自动飞行控制器(109)生成并提供用于开环控制致动器A_n(101)的预设值SV_AutoPilot，所述单元根据各致动器A_n(101)预设值SV_pilot和/或SV_AutoPilote计算开环控制致动器A_n(101)的参考变量F_An,soll，其中，所述参考变量F_An,soll为期望力或期望力矩，且各致动器A_n(101)分别有一用于所述致动器A_n的闭环控制的力/力矩控制器REG_n，所述致动器A_n的闭环控制根据所述相应的参考变量F_An,soll和/或以及由致动器生成的力/力矩控制变量F_An和/或其时间导数所述控制变量由传感装置S1_n探测，所述传感装置S1_n分别位于所述致动器A_n(101)上或所述致动器A_n(101)内，或位于所述各致动器A_n(101)的传动系内。

技术领域

本发明涉及一种用于开环和闭环控制驱动飞机空气动力学操纵面的致动器的装置和方法。本发明还涉及一种具有所述装置的飞机。

背景技术

在现有技术下，驱动飞机空气动力学操纵面(例如副翼、方向舵、升降舵、扰流板、减速板、前缘缝翼等)的致动器是位置控制的。因此，通常对致动器预设位置或角度参考变量，必要时还预设其时间导数，而且致动器由相应的控制器根据当前采集到的相应的控制变量进行控制。

通常地，位置控制并不灵活,这导致操纵面的高载荷，再加上在有阵风影响操纵面的情况下，进而导致致动器的高载荷。为了避免不稳定，因致动器内存在摩擦，通常对位置控制的致动器进行保守设置。非线性致动器或高度非线性致动器对于位置控制而言并不理想。

由DE 10 2011 115 359 A1得知一种用于致动器定位的电子设备，其中，该电子设备可直接或间接安装在致动器上，和/或至少有一部分可整合到致动器中，该电子设备适用于接受飞行控制计算机的命令，以进行致动器的控制和/或关闭。

由DE 10 2011 115 356 A1得知一种用于飞行控制致动器的电子控制的飞行控制系统，其中，飞行控制设备间的信号传输通过数据总线实现，从而实现一种分布式总线定向的电子飞行控制系统。

由EP 2772 816 A1得知一种飞机监控的方法。该方法包括采集飞行员输入界面的信号输入，根据模型和飞行员的输入计算出飞机空气动力学操纵面的开环和闭环控制系统的响应值，以及当开环和闭环控制系统达到临界值时输出的警告。

由WO 2007/084679 A2得知一种适用于飞机分布式飞行开环和闭环控制系统的备份控制器。

由US 8,275,496 B2得知一种减少飞机垂直定位误差的方法。在该方法中，探测出作用于飞机的垂直干扰，并检查此干扰是否超过给定的临界值。若超过临界值，则探测出上升信号并以此控制操纵面的位置。

由US 7,424,989 B2得知一种机翼减振的方法，在该方法中，机翼操纵面的致动器由振动反相控制信号触发。

由US 5 593 109 A得知一种用于控制航空表面的方法。

由US 2016/0096616 A1得知一种用于操作执行负载补偿的飞行控制系统的装置和方法。