[发明专利]飞行器高度捕获的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞行领域，具体而言，涉及一种飞行器高度捕获的控制方法及装置。

背景技术

自动飞行控制系统是自动控制飞机在飞行剖面飞行的系统，可更精确地控制飞机且减轻驾驶员负担。在无人机及长航时、航程的飞机上尤其重要，运输机在飞行过程中95％以上时间都在用自动飞行控制系统驾驶飞机。高度捕获是自动飞行控制系统控制飞机自动截获高度的过程，是飞机到达目标高度前都要经历的过程，进入目标高度是否平稳、无超调、无瞬态与高度捕获接通时刻的判断条件有至关重要的关系。

国内外大型运输机自动飞行控制系统在截获目标高度时是通过判断飞机当前高度距离目标高度的高度差小于等于一个定值，不对垂直速度进行区分，只根据高度差来判断。这样会导致飞机到达目标高度时，有时有超调有时无超调，有时需要的时间短，有时又需要较长时间。而是否有超调，需要的时间长短与接通高度捕获时飞机的垂直速度有关。这样的判断方法会导致在大的垂直速度时，截获高度产生超调，而且会有较大的瞬态，在小的垂直速度时截获高度时间较长。

发明内容

本发明提供了一种飞行器高度捕获的控制方法及装置，以至少解决现有技术开始捕获高度的时刻不精确的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种飞行器高度捕获的控制方法，该方法包括：获取所述飞行器的垂直速度和高度差；根据所述垂直速度和所述高度差确定所述飞行器开始捕获高度的时刻；在所述时刻，进行所述飞行器的高度捕获；执行高度捕获控制律，所述高度捕获控制律为：Vz＝sqrt(DelH)-K*(1-abs(DelH)/Vz0/Vz0)*sign(Vz0)，其中，Vz是当前的垂直速度，DelH是当前的高度差，K是增益，Vz0是开始进行高度捕获时的垂直速度，sqrt是开方，abs是绝对值，sign是取正负号的函数，若Vz0大于零则取1，若Vz0小于零则取-1。

优选地，获取所述高度差包括：根据大气数据确定所述飞行器的当前高度；预先设定的目标高度与所述当前高度之差为所述高度差。

优选地，根据所述垂直速度和所述高度差确定所述飞行器开始捕获高度的时刻包括：检测所述垂直速度的平方是否大于等于所述高度差的绝对值；在所述垂直速度的平方大于等于所述高度差的情况下，取当前时刻为所述飞行器开始捕获高度的时刻。

优选地，执行所述高度捕获控制律之后，所述方法还包括：在当前的垂直速度的绝对值小于等于第一阈值的情况下，或者，当前的高度差的绝对值小于等于第二阈值的情况下，将执行所述高度捕获控制律改变为执行高度保持控制律。

优选地，所述第一阈值为0.5m/s，所述第二阈值为5m。

根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器高度捕获的控制装置，包括：获取模块，用于获取所述飞行器的垂直速度和高度差；时刻确定模块，用于根据所述垂直速度和所述高度差确定所述飞行器开始捕获高度的时刻；高度捕获模块，用于在所述时刻，进行所述飞行器的高度捕获；执行模块，用于执行高度捕获控制律，所述高度捕获控制律为：Vz＝sqrt(DelH)-K*(1-abs(DelH)/Vz0/Vz0)*sign(Vz0)，其中，Vz是当前的垂直速度，DelH是当前的高度差，K是增益，Vz0是开始进行高度捕获时的垂直速度，sqrt是开方，abs是绝对值，sign是取正负号的函数，若Vz0大于零则取1，若Vz0小于零则取-1。

优选地，所述获取模块包括：高度确定单元，用于根据大气数据确定所述飞行器的当前高度；高度差获取单元，用于获取高度差，其中所述高度差为预先设定的目标高度与所述当前高度之差。

优选地，所述时刻确定模块：检测单元，用于检测所述垂直速度的平方是否大于等于所述高度差的绝对值；时刻确定单元，用于在所述垂直速度的平方大于等于所述高度差的情况下，取当前时刻为所述飞行器开始捕获高度的时刻。

通过本发明，采用获取所述飞行器的垂直速度和高度差；根据所述垂直速度和所述高度差确定所述飞行器开始捕获高度的时刻；在所述时刻，进行所述飞行器的高度捕获。解决了开始捕获高度的时刻不精确的问题，进而达到了提高飞行器飞行品质的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的飞行器高度捕获的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的飞行器高度捕获的控制装置的结构框图；

图3是根据本发明优选实施例的飞行器高度捕获的飞行示意图。