[发明专利]利用自适应参考模型算法的旋翼飞机中的振动控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋翼飞机中的振动控制。

背景技术

飞机，例如旋翼飞机，感觉到的振动部分地起因于一个或多个大型旋翼。旋翼为旋翼飞机机身振动的原始来源。较大的机身振动会导致飞行控制问题、材料疲劳、维修成本以及飞行员疲劳，等等。旋翼飞机产业中的大多时间和花费用于试图减少和取消旋翼飞机振动。惯常地是，旋翼飞机的振动通过例如振动隔离系统和动力吸收器的被动装置进行处理。这些被动装置相对于飞机旋翼的工作频率而调谐，已证实对于传统的旋翼飞机而言是非常有效的。然而，旋翼速度(RPM)可变的旋翼飞机构型由于能够主动改善表现和减少噪声污染从而变得更有吸引力。因此，当被动振动解式在旋翼速度可变的旋翼飞机上执行时，原始的作用于单旋翼速度的旋翼飞机的被动振动解式变得有缺陷。

因此，亟需一种旋翼飞机中的控制振动的改进的系统和方法。

附图说明

本申请系统的新颖性特征在随附的权利要求书中得以阐述。然而，所述系统本身和优选的使用模式，以及另外的目的和优势，将通过参阅下述的细节描述并结合阅读随附的附图得以较好地理解，其中：

图1为根据优选实施方式的主动振动控制系统的方框图；

图2为图1中所示系统中自适应参考模型算法的方框图；以及

图3为根据本申请的具有主动振动控制系统的旋翼飞机的示意图。

本申请的系统易于作出各种改变和可替换形式，特定的实施方式已通过实例的方式在附图中示出并在此详细描述。应当理解地是，特定实施方式的描述并不用于限制所揭露的特殊形式，与此相反地是，其目的是为了覆盖落入本申请随附权利要求书所限定的精神和保护范围中的所有改变、等同物以及替换物。

具体实施方式

本申请的系统的说明性的实施方式如下所述。为了清楚起见，实际装置的所有的特征并非都在说明书中得以描述。应当理解地是，任何此类实际的实施方式、众多特定实现的决定必须用于实现改进者的特定目标，例如遵守系统相关和业务相关的限制，将一种装置改变为另一种装置。此外，应当理解地是，这种发展努力可能是复杂和耗费时间的，但对于得益于本发明的本领域普通技术人员而言仍然是例行承诺。

在说明书中，可参考位于多种组件之间的空间关系，以及如随附附图中描述的装置中组件的不同方面的空间定位。然而，正如由完全阅读过本申请的本领域普通技术人员认同地是，文中所描述的装置、元件、机构等等，可能采取任何预期的定位。因此，使用例如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”或其他类似的术语来描述多种组件间的空间关系，或描述这种组件方面的空间定位，将能够被理解以描述位于组件之间的相对关系或这种组件的方面的空间定位，正如此处描述的装置可能处于任何预期的方向。

所揭露的系统和方法使用主动振动控制(AVC)系统，以用于减小旋翼飞机中的振动。本系统和方法的实施方式能够应用于旋翼飞机、固定翼飞机、倾转旋翼机以及部分为旋翼飞机且部分为公路车辆的混合动力飞机等等。本发明的AVC系统通过使用致动器，来产生可控动作以减小机身振动，即减少主旋翼系统产生的振动。致动器能够在旋翼系统或机身中运行。优选地是，AVC系统中所使用的致动器位于旋翼飞机机身内部；然而，可替换的实施方式能够将其作用的部件(effectors)设置在各种位置，包括机身的外部。致动器可为各种形式，例如连接到机身结构上的机电动力生成装置、连接到机身/旋翼接口处的装置、连接到每一旋翼叶片上的装置或以可控方式改变旋翼叶片的形状的装置。

本申请的AVC系统特别适合于旋翼速度(RPM)可变的旋翼飞机配置；然而，甚至恒定的RPM旋翼飞机也能够有效地使用本发明的AVC系统。例如，在任何旋翼飞机中，旋翼飞机的动态响应能够极大地改变，正如旋翼飞机的毛重会因为油耗和货物量变化而改变。旋翼飞机的机身振动特征也会因为时间、使用、和机身的老化，以及非标准装置的安装而改变。另外，单独的旋翼飞机的振动特征会因为制造和组装过程中的正常耐受力变化而变化，因此使得每一旋翼飞机都具有特定的某种级数。本申请的AVC系统为稳固的，并具有适应性，其具有能够抑制机身振动特征中的预期振动的能力。另外，AVC系统的自适应特征对于飞机的乘客而言是显而易见的，以使得AVC系统的调节不会由旋翼飞机的占有者感知。进一步地，AVC系统的自适应机制为自动的，因此无需飞行员和乘务员的参与。