[发明专利]用于旋翼飞行器有源横向摆动滤波器的系统和方法

说明书

本发明涉及用于旋翼飞行器有源横向摆动滤波器的系统和方法。根据本发明的实施方式，一种操作旋翼飞行器的方法包括：接收来自偏航速率传感器的测量偏航速率或来自旋翼飞行器的横向加速度传感器的测量横向加速度；使用滤波器对测量偏航速率或测量横向加速度进行滤波，以形成经滤波的测量偏航速率或经滤波的测量横向加速度；以及基于测量偏航速率或测量横向加速度来调节旋翼飞行器的偏航速率或横向加速度。滤波器包括带通特性或陷波特性，并且所述滤波被配置成减小由气流在旋翼飞行器的尾部中引起的横向振动。

技术领域

本发明总体上涉及用于飞行控制的系统和方法，并且在特定实施方式中，涉及用于旋翼飞行器有源横向摆动滤波器的系统和方法。

背景技术

与机械控制系统相比，飞行器上的电传飞行系统使用电子信号来控制飞行器中的飞行面和引擎。例如，代替使飞行员控制装置经由液压系统与控制面进行机械连接，将飞行员控制装置以电子方式连接至飞行计算机，该飞行计算机又经由电子信号来控制飞行面致动器。通过另外将飞行计算机与飞行器传感器对接，可以使用复杂的控制算法来提供自动驾驶仪功能以及使飞行器稳定并控制飞行器。

虽然电传飞行系统在商用和民用固定翼飞行器中已经司空见惯，但是在旋翼飞行器(如直升机)中采用的电传飞行系统要慢得多，部分原因在于，控制旋翼飞行器并使旋翼飞行器稳定的复杂性增加。然而，通过在直升机中采用电传飞行系统，可以在困难的飞行环境(例如低速、低海拔、劣化的视觉环境以及恶劣天气)中实现更安全的操作。电传飞行系统可以有益于旋翼飞行器的另一方面是减少飞行员工作量。通过提供自动功能，例如响应于风而进行稳定化、控制轴解耦、位置保持和航向保持功能，飞行员能够空出时间以将精力集中在其飞行的环境上。

发明内容

根据本发明的优选实施方式，一种操作旋翼飞行器的方法包括：接收来自偏航速率传感器的测量偏航速率或来自旋翼飞行器的横向加速度传感器的测量横向加速度；使用滤波器对测量偏航速率或测量横向加速度进行滤波以形成经滤波的测量偏航速率或经滤波的测量横向加速度；以及基于测量偏航速率或测量横向加速度来调节旋翼飞行器的偏航速率或横向加速度。滤波器包括带通特性或陷波特性，并且所述滤波被配置成减小由气流在旋翼飞行器的尾部中引起的横向振动。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出了实施方式的旋翼飞行器；

图2示出了实施方式的旋翼飞行器飞行控制系统的框图；

图3示出了实施方式的飞行控制系统的框图；

图4示出了实施方式的飞行控制系统的偏航通道的框图；

图5示出了实施方式的传感器信号处理器的框图；

图6示出了示出实施方式的有源横向摆动滤波器的频率响应的图；以及

图7示出了可以用于实现实施方式的控制算法的计算机系统。

除非另有指明，否则不同附图中的相应附图标记通常指代相应的部分。附图被绘制以清楚地示出优选实施方式的相关方面，并且附图未必按比例绘制。为了更清楚地说明某些实施方式，指示相同结构、材料或处理步骤的变化的字母可以跟在附图标记之后。

具体实施方式

下面描述本公开内容的系统和方法的说明性实施方式。为清楚起见，实际实现方式的所有特征可能未必都在本说明书中描述。当然，将要理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，可以做出许多特定于实现方式的决策以实现开发者的特定目标，例如符合系统相关和商业相关的约束，这将随着实现方式的不同而不同。此外，应该理解，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员而言仍然是常规任务。