[发明专利]飞行器及其控制方法、控制装置

说明书

本公开涉及一种用于控制飞行器、特别是垂直起降的多旋翼飞行器的方法，在所述方法中，飞行器的飞行影响单元、特别是驱动单元、优选是电驱动的驱动单元：a)由第一计算单元经由第一信道或控制信道供应来自飞行员输入或由飞行员输入导出的控制指令；b)通过第二信道或监控信道和第二计算单元来监控控制指令，第二计算单元检查控制指令是否适用于飞行器的现有物理状态和飞行员输入；c)通过第二计算单元确定飞行器的当前航行状态与飞行员输入是否在预先规定的偏差之内相符，飞行员输入通过第二计算单元转换成希望的航行状态；d)根据确定结果产生控制飞行器的控制信号。本公开还涉及一种相应构成的控制装置和一种具有这种控制装置的飞行器。

技术领域

本公开涉及一种根据方案1的用于控制飞行器、特别是垂直起降的多旋翼飞行器的方法，在所述方法中，飞行器的飞行影响单元、特别是驱动单元、优选是电驱动的驱动单元和/或操纵面(所谓的控制表面)由第一计算单元(COM)经由第一信道(控制信道)供应控制指令，所述控制指令来自飞行员输入或由飞行员输入导出，并且在所述方法中，通过第二信道(监控信道)和第二计算单元(MON)来监控所述控制指令。

本公开还涉及一种根据方案12的用于飞行器、特别是垂直起降的多旋翼飞行器的控制装置，所述控制装置具有第一计算单元(COM)和第一信道(控制信道)，用于通过控制信道给飞行器的飞行影响单元、特别是驱动单元、优选是电驱动的驱动单元和/或操纵面(所谓的控制表面)供应第一计算单元(COM)的控制指令，所述控制指令来自飞行员输入或由飞行员输入导出，并且所述控制装置具有第二信道(监控信道)和第二计算单元(MON)，所述第二计算单元(MON)构造成和设定成监控第一计算单元(COM)，以便特别是识别第一计算单元中的错误或错误表现。

最后，本公开还涉及一种根据方案16的飞行器、特别是垂直起降的多旋翼飞行器，所述飞行器具有多个飞行影响单元、特别是驱动单元、优选是电驱动的驱动单元和/或操纵面(所谓的控制表面)，并且所述飞行器还具有控制装置。

背景技术

一般而言，本公开涉及对在飞行控制过程中或在飞机或飞行器运行中使用并且因此具有高安全相关度的功能的监控。

这种功能可以特别地以软件程序或算法的形式实现，并影响飞行器的任何类型的(控制)操作。必须对这些功能进行定期和反复监控，以便可以安全地运行飞行器。

这包括但不限于稳定性、导航、制动器、着陆方法(特别是着陆走廊)的监控、所有内部控制电路(例如，液压、发动机或电子电机)的监控。

在航空中默认使用的“传统”监控形式通常会复制要监控的功能，就是说，每个功能都至少双重地存在或实现。两个功能、就是说要监控的功能和其“副本”，通常、但不是一定在制造时就已经由不同的团队实现，这些团队使用自己的进程和硬件，以避免存在共同的、可能以相同的方式危及两个功能的运行安全性的错误/故障。飞行器的提供相关功能的部件通常称为“指令”(命令(Command)，缩写为：COM)并且相关的监控部件称为“监视器”(MON)。

COM是与飞行器的其他部件或驱动输出端通信的、就是说允许发送控制指令的唯一部件。“驱动输出端”是指这样的控制输出端，也即通过所述控制输出端向飞行器的飞行影响单元、特别是向驱动单元、优选是电驱动的驱动单元传输控制指令，和/或向操纵面传输控制指令，以便影响飞行器的运动。MON仅允许接收输入或者说输入信号(Input)以及COM以产生并切换控制输出(即相应的控制信号)的能力。以这种方式，这两个部件(COM或MON)中的故障会导致这两个部件的失效并导致失去由COM提供的功能。

这种传统的监控方式会产生若干问题，并且在考察飞行器或飞机的生命周期的情况下，这些问题是显而易见的。

概念设计和规划

首先，无法拦截在概念设计和规划阶段出现的差错，因为监控仅是开发后期阶段的一部分。通常，没有在上级的层面对系统“飞行器”进行监控，相反地，监控仅涉及功能和子功能。原则上，监视器仅能识别在其设计期间已考虑到的差错。