[发明专利]一种用于改善纵向乘坐品质的主动控制方法

权利要求书

1.一种用于改善纵向乘坐品质的主动控制方法，其特征在于，所述主动控制方法所应用的飞机的纵轴上布置有三套法向加速度传感器，分别布设于飞机的前舱部位、中心部位和后舱部位，所述飞机的机身质心位置布设有角速度传感器；所述主动控制方法包括：

通过沿机身纵轴布置的三套法向加速度传感器以及机身质心位置布置的一套角速度传感器，综合测量飞机前舱、中部、后舱三个位置在飞行中的法向加速度信号的变化以及三轴角速度信号的变化；经过综合滤波和舒适性指标解算，分别形成副翼同向附加指令、扰流板同向附加指令和升降舵同向附加指令，从而控制相应舵面来减小由飞机弹性模态附加状态所引起的法向过载增量。

2.根据权利要求1所述的用于改善纵向乘坐品质的主动控制方法，其特征在于，所述经过综合滤波和舒适性指标解算，分别形成副翼同向附加指令、扰流板同向附加指令和升降舵同向附加指令，包括：

通过关键频率信号解析经综合滤波处理后分离出的不同频率信息，以获得飞机不同部位在飞行员操纵和阵风扰动综合作用下的基本运动状态和弹性模态附加运动状态，采用扩展卡尔曼滤波器分别预测刚性速度和各位置处弹性模态附加状态的法向加速度变化量，并通过增益调度调整分别形成副翼同向附加指令、扰流板同向附加指令和升降舵同向附加指令。

3.根据权利要求2所述的用于改善纵向乘坐品质的主动控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，采用沿机身纵轴布置的三套法向加速度传感器分别测量前舱加速度、质心加速度和后舱加速度，并对所述前舱加速度、质心加速度和后舱加速度进行滤波处理，以分离出不同频率信息；

步骤2，采用机身质心处的角速度传感器检测的三轴角速度信号，并三轴角速度信号进行综合滤波处理，以分离出不同频率信息；

步骤3，对飞机各位置的法向加速度信号和三轴角速度信号进行综合滤波器处理分离出的不同频率信息，并通过关键频率信号解析不同频率信息解算出前舱舒适性指标和后舱舒适性指标；

步骤4，采用扩展卡尔曼滤波器分别预测刚性速度和各位置处弹性模态附加状态的法向加速度变化量，并增益调度调整处理分别形成副翼同向附加指令、扰流板同向附加指令和升降舵同向附加指令，从而驱动相应舵面产生舵面偏转量，使得控制升力变化以补偿紊流扰动引起的升力变化。

4.根据权利要求3所述的用于改善纵向乘坐品质的主动控制方法，其特征在于，所述步骤1之前还包括：

步骤A，对飞机气动力进行建模，包括：对飞机弹性模态产生气动力进行建模以及对阵风产生的气动力进行建模，从而形成配置于飞控中的弹性模态气动力模型f^ξ和阵风气动力模型f^g为：

其中，f^ξ为飞机弹性模态产生的气动力，ρ为大气密度，V为飞行速度，b为参考半弦长，ξ为弹性模态坐标，D为拟合多项式系数矩阵，x_a为气动力增广状态向量，f^g(t)为时域形式的阵风气动力，F[*]表示Fourier变换，f^g(ω)为频域形式的阵风气动力，A^g(k)为阵风气动力影响系数，F[w_g(t)]为离散阵风速度的频域形式。

5.根据权利要求4所述的用于改善纵向乘坐品质的主动控制方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

采用沿机身纵轴布置的三套法向加速度传感器，实时测量飞机各部位的法向加速度，并采用低通滤波器进行低通滤波处理后形成各位置处的法向加速度信号为：

其中，a_fz为经过低通滤波后的前舱加速度，a_gz为经过低通滤波后的质心加速度，a_bz为经过低通滤波后的后舱加速度，a_f为传感器测量得到的前舱加速度，a_g为传感器测量得到的质心加速度，a_b为传感器测量得到的后舱加速度，Gs_f(filter)、Gs_b(filter)为低通滤波器的传递函数；Gs_g(filter)为质心位置处法向过载关键频率信号解析滤波器的传递函数。