[发明专利]用于控制旋翼飞行器的系统及方法

说明书

在实施方式中，一种方法包括：从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。

背景技术

旋翼飞行器可以包括具有一个或更多个主旋翼系统的一个或更多个旋翼系统。主旋翼系统产生气动升力以支撑飞行中的旋翼飞行器的重量并产生推力以在向前飞行中移动旋翼飞行器。旋翼飞行器旋翼系统的另一示例是尾旋翼系统。尾旋翼系统可以在与主旋翼系统的旋转相同的方向上产生推力，以抵消由主旋翼系统产生的扭矩效应。为了使旋翼飞行器平稳且高效地飞行，飞行员平衡发动机动力、主旋翼总体推力、主旋翼循环推力和尾旋翼推力，并且控制系统可以帮助飞行员使旋翼飞行器稳定并且减少飞行员的工作负担。

发明内容

在实施方式中，一种方法包括：从旋翼飞行器的第一传感器获得第一信号，该第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；并且根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。

在一些实施方式中，该方法还包括：从旋翼飞行器的飞行员飞行控制装置接收控制信号；并且根据该控制信号调节旋翼飞行器的飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性，第二轴线与第一轴线不同，其中，旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性响应于改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第二轴线的飞行特性而被改变。在该方法的一些实施方式中，第一传感器是速率传感器，并且获得第一信号包括：从速率传感器接收第一信号。在该方法的一些实施方式中，第一传感器是加速度计，并且获得第一信号包括：从加速度计接收转换传感器信号，该转换传感器信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的角加速度；并且将该转换传感器信号相对于时间进行积分以获得第一信号。在该方法的一些实施方式中，围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置仅使用围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度来估计。在该方法的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的所有操作点处具有相同的一组增益，该组增益是独立于旋翼飞行器的空速而预先确定的。在该方法的一些实施方式中，滞后补偿器在滞后补偿器的不同操作点处具有不同的成组的增益。在该方法的一些实施方式中，调节旋翼飞行器的飞行控制设备包括：根据利用第一信号估计的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第一飞行控制程序；并且根据利用来自第二传感器的第二信号测量的围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置执行第二飞行控制程序，其中，第一飞行控制程序比第二飞行控制程序具有更大的权限，其中，第一传感器是速率传感器，并且第二传感器是绝对传感器。

在实施方式中，旋翼飞行器包括：第一传感器、飞行控制设备以及联接至第一传感器和飞行控制设备的飞行控制计算机，飞行控制计算机配置成：从第一传感器获得第一信号，第一信号指示围绕旋翼飞行器的第一轴线的测量角速度；用滞后补偿器对第一信号进行滤波以估计围绕旋翼飞行器的第一轴线的角位置；并且根据围绕旋翼飞行器的第一轴线的估计角位置和测量角速度调节飞行控制设备，由此改变旋翼飞行器的围绕旋翼飞行器的第一轴线的飞行特性。