[发明专利]经由基于模型的迭代优化而实现的优化的飞行器控制

说明书

系统、计算机可读介质以及方法包括：响应于特定的飞行器的当前的状态或对特定的飞行器的输入，获得对于特定的飞行器的飞行数据，包括数学模型，该数学模型准确地表示特定的飞行器的性能，并且，提供特定的飞行器的未来的性能的预测指示；获得特定的飞行器的至少一个状态或输出的当前的样本测量值；基于所获得的飞行数据和当前的测量值及输出，执行控制优化，以生成经优化的控制命令，从而使规定的飞行的直接运行成本最小化；将经优化的控制命令传输至具体的飞行器，从而用于运行具体的飞行器，以实行规定的飞行；以及针对规定的飞行的至少一部分的持续时间而在相继的连续的时刻，迭代地重复方法的运行。

技术领域

本公开的领域大致涉及飞行管理，更具体地，涉及用于飞行管理的运行的系统、装置和方法及其应用。

背景技术

在商用航空中，典型地，燃料成本是一大笔运行费用。因而，运行效率和燃料节约是对于飞行器设计和飞行器运行中的改进的驱动型研究。焦点主要地集中于节约燃料的那些技术上：飞行器和发动机设计、控制设计以及飞行路径计划和实行(被称为飞行引导)。

当假设许多因素(诸如，例如用于爬升的恒定推力和用于下降的怠速推力)时，考虑到起飞重量和范围，为了使直接运行成本(DOC)降低或最小化，飞行器上的飞行管理系统(FMS)典型地确定爬升、巡航和下降速度以及恒定的巡航海拔高度。虽然这样的假设和简化产生非最优的性能和妥协的燃料节约，但这些简化假设已在传统上应用于实现实际的系统。另外，常规飞行控制系统典型地对飞行器的当前状态作出反应。在一些方面，飞行器的控制系统可能持续地对飞行器的当前或过去的状态作出反应，以试图控制飞行器的运行。

因此，存在对如下的系统和方法的需要：改进飞行控制的优化问题，其并不严格地作出反应，并且，在无简化假设的情况下，达到最优引导。

发明内容

在一个方面，本公开的实施例涉及：获得对于规定的飞行的特定的飞行器的飞行数据，该飞行数据包括飞行规范及其它飞行相关数据；获得特定的飞行器的至少一个状态或输出的当前的样本测量值；基于所获得的飞行数据、当前的测量值或输出，执行控制优化，以生成使规定的飞行的直接运行成本最小化的经优化的控制；响应于接收到经优化的控制，根据经优化的控制而引导具体的飞行器实行规定的飞行；针对规定的飞行的至少一部分的持续时间而在相继的连续的时刻迭代地重复以下的运行：获得当前的样本测量值；执行控制优化；以及根据经优化的控制而引导具体的飞行器。

在其它实施例中，系统可以实现、实行或实施本文中的过程的至少一些特征。在又一示例的实施例中，有形介质可以实施可实行的指令，能够由处理器使能的装置或系统实行这些指令，以实现本公开的过程的至少一些方面。

技术方案1．一种由计算系统的处理器实现的方法，以优化飞行器引导，从而使规定的飞行的直接运行成本最小化，所述方法包含：

获得对于规定的飞行的特定的飞行器的飞行数据，包括飞行规范及其它与飞行相关的数据，所述飞行规范至少包括飞行约束条件、起始位置、目的位置以及瞬时性能限制以及数学模型，所述数学模型准确地表示所述特定的飞行器的实际运行性能，并且，响应于所述特定的飞行器的当前的状态或对所述特定的飞行器的输入，提供所述特定的飞行器的未来的性能的预测指示；并且，所述其它与飞行相关的数据包括与所述规定的飞行有关的天气预报和空中交通控制信息；

获得所述特定的飞行器的至少一个状态或输出的当前的样本测量值；

通过所述特定的飞行器的计算装备的处理器且基于所述所获得的飞行数据和当前的测量值或输出，执行控制优化，以生成经优化的控制命令，从而使所述规定的飞行的直接运行成本最小化，所述所生成的经优化的控制至少包括控制表面命令、发动机推力命令以及这些命令的组合；

将所述经优化的控制命令传输至所述具体的飞行器，从而用于运行所述具体的飞行器，以实行所述规定的飞行；以及