[发明专利]轨迹跟踪飞行控制器

权利要求书

1.一种装置，包括：

轨迹规划器，其适合于产生固定翼飞机的命令位置矢量；

TLC结构，其电耦合到所述轨迹规划器以从所述轨迹规划器接收所述命令位置矢量；

航空电子传感器，其电耦合到所述TLC结构以将感测参数发送到所述TLC结构；以及

控制致动器，其电耦合到所述TLC结构以从所述TLC结构接收控制信号；

其中所述TLC结构包括：

处理器；以及

程序代码，其配置成在所述处理器上执行来通过下列操作产生控制信号：

使用来自所述轨迹规划器的所述命令位置矢量来在第一控制环

中确定标称机体速度矢量和反馈控制机体速度命令矢量；

使用来自所述第一控制环的所述标称机体速度矢量和所述反馈控制机体速度命令矢量来在第二控制环中确定标称欧拉角矢量、反馈控制欧拉角命令矢量和节流阀调定反馈控制命令；

使用来自所述第二控制环的所述标称欧拉角矢量和所述反馈控制欧拉角命令矢量来在第三控制环中确定标称机体速率矢量和反馈控制机体速率命令矢量；

使用来自所述第三控制环的所述标称机体速率矢量和所述反馈控制机体速率命令矢量来在第四控制环中确定力矩命令矢量；以及

使用来自所述第四控制环的所述力矩命令矢量来确定所述控制信号。

2.如权利要求1所述的装置，其中在所述第一控制环中确定所述反馈控制机体速度命令矢量还使用来自所述航空电子传感器的感测位置矢量。

3.如权利要求1所述的装置，其中在所述第二控制环中确定所述反馈控制欧拉角命令矢量和所述节流阀调定反馈控制命令还使用来自所述航空电子传感器的感测速度矢量。

4.如权利要求1所述的装置，其中在所述第三控制环中确定所述标称机体速率矢量和所述反馈控制机体速率命令矢量还使用来自所述航空电子传感器的感测欧拉角矢量。

5.如权利要求1所述的装置，其中在所述第四控制环中确定所述力矩命令矢量还使用来自所述航空电子传感器的感测机体速率矢量。

6.如权利要求1所述的装置，其中来自所述航空电子传感器的感测参数包括感测位置矢量、感测速度矢量、感测欧拉角矢量和感测机体速率矢量。

7.如权利要求1所述的装置，其中在所述第一控制环中确定所述反馈控制机体速度命令矢量还使用来自所述航空电子传感器的感测位置矢量，在所述第二控制环中确定所述反馈控制欧拉角命令矢量和所述节流阀调定反馈控制命令还使用来自所述航空电子传感器的感测速度矢量，在所述第三控制环中确定所述标称机体速率矢量和所述反馈控制机体速率命令矢量还使用来自所述航空电子传感器的感测欧拉角矢量，在所述第四控制环中确定所述力矩命令矢量还使用来自所述航空电子传感器的感测机体速率矢量。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述控制信号包括发动机节流阀、副翼、升降舵、方向舵或襟副翼偏转命令。

9.如权利要求1所述的装置，还包括：

具有机身和控制操纵器的飞机，所述控制操纵器适合于从所述控制致动器接收所述控制信号。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述控制操纵器是发动机节流阀、副翼、升降舵、方向舵或襟副翼。

11.一种产生控制信号的方法，所述方法包括：

使用来自轨迹规划器的固定翼飞机的命令位置矢量来在第一控制环中使用硬件实现的处理器确定标称机体速度矢量和反馈控制机体速度命令矢量；

使用来自所述第一控制环的所述标称机体速度矢量和所述反馈控制机体速度命令矢量来在第二控制环中使用所述处理器确定标称欧拉角矢量、反馈控制欧拉角命令矢量和节流阀调定反馈控制命令；

使用来自所述第二控制环的所述标称欧拉角矢量和所述反馈控制欧拉角命令矢量来在所述第三控制环中使用所述处理器确定标称机体速率矢量和反馈控制机体速率命令矢量；

使用来自所述第三控制环的所述标称机体速率矢量和所述反馈控制机体速率命令矢量来在第四控制环中使用所述处理器确定力矩命令矢量；以及

使用来自所述第四控制环的所述力矩命令矢量来使用所述处理器确定控制信号。