机动载荷减缓控制方法、装置、存储介质及飞机与流程



1.本发明涉及飞行器控制技术领域,特别涉及一种机动载荷减缓控制方法、装置、存储介质及飞机


背景技术:



2.飞机的飞行模式可包括巡航飞行和机动飞行。巡航飞行是指飞机为执行远距离、长时间的飞行任务而选择的低耗油飞行模式,机动飞行是指飞机改变其飞行状态而进行的飞行模式。民航客机经常进行长时间巡航飞行,但是在遇到特殊情况时也需要进行机动飞行,比如,客机遭遇天气变化时需要改变客机的飞行方向、飞行高度和飞行速度等飞行状态。
3.在客机机动飞行时,机翼上的载荷分布按比例增大,翼根弯曲力矩随过载系数的增大而增加。根据飞机的设计原则,为保证机身安全和机翼稳固,结构专业必须按严重载荷状态设计。但是按照严重载荷状态设计出的机翼结构质量较大,导致飞机的整体质量也较大,从而影响客机的巡航性能。而客机的机动飞行时间较短、巡航飞行时间较长,为了兼顾短时间机动飞行而牺牲了长时间巡航飞行的性能,客机的设计性能和运营效益会因此降低。
4.有鉴于此,实有必要开发一种机动载荷减缓控制方法、装置、存储介质及飞机,用以减缓飞机机动飞行时机翼上的载荷从而减轻机翼的结构设计质量。


技术实现要素:



5.本发明的实施例提供一种机动载荷减缓控制方法、装置、存储介质及飞机,其能够减缓飞机机动飞行时机翼上的载荷。
6.为了解决上述技术问题,本发明的实施例公开了如下技术方案:
7.第一方面,提供了一种机动载荷减缓控制方法,应用于飞机,其特征在于,所述机动载荷减缓控制方法包括:
8.计算所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差
9.根据所述机动载荷减缓过载偏差,判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件;
10.若所述飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件,则开启机动载荷减缓功能并驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓所述飞机的机翼上当前的机动载荷。
11.结合上述第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述计算所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差的步骤包括:
12.获取所述飞机的重心位置当前的过载信号;
13.通过所述过载信号计算所述飞机当前的法向过载;
14.对所述法向过载与预设的法向过载目标间的差值进行限幅,获得所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差。
15.结合上述第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件的步骤包括:
16.获取所述飞机当前的校正空速和当前的襟缝翼偏度;
17.当所述机动载荷减缓过载偏差大于第一预设过载偏差阈值、所述校正空速大于预设空速阈值、且所述襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,判定所述飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件,并将所述飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号输出为第一数值;
18.当所述机动载荷减缓过载偏差小于第三预设过载偏差阈值、所述校正空速大于预设空速阈值、且所述襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,判定所述飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件,并将所述飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号输出为第三数值。
19.结合上述第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件的步骤还包括:
20.当所述飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件且所述机动载荷减缓过载偏差小于第二预设过载偏差阈值,判定所述飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能关闭条件,并将所述飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号输出为第二数值;
21.当所述飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件且所述机动载荷减缓过载偏差大于第四预设过载偏差阈值,判定所述飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能关闭条件,并将所述飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号输出为第四数值。
22.结合上述第一方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述开启机动载荷减缓功能的步骤包括:
23.根据所述机动载荷减缓过载偏差、所述校正空速、所述正向机动载荷减缓逻辑信号和所述负向机动载荷减缓逻辑信号,计算所述飞机的副翼控制指令;
24.根据所述机动载荷减缓过载偏差、所述校正空速和所述正向机动载荷减缓逻辑信号,计算所述飞机的扰流板控制指令;
25.所述驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转的步骤包括:
26.根据所述副翼控制指令驱动所述飞机的副翼偏转,并根据所述扰流板控制指令驱动所述飞机的扰流板偏转。
27.结合上述第一方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述扰流板包括用于滚转的扰流板、用于机动载荷减缓的扰流板和用于减速的扰流板,所述根据所述扰流板控制指令驱动所述飞机的扰流板偏转的步骤包括:
28.根据所述扰流板控制指令依次驱动用于滚转的扰流板、用于机动载荷减缓的扰流板和用于减速的扰流板偏转。
29.结合上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转的步骤之后还包括:
30.若所述飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能关闭条件,则延迟预设时长后关闭机动载荷减缓功能。
31.第二方面,提供了一种机动载荷减缓控制装置,应用于飞机,其特征在于,所述机动载荷减缓控制装置包括:
32.机动载荷减缓过载偏差计算模块,用于计算所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差;
33.机动载荷减缓逻辑判断模块,用于根据所述机动载荷减缓过载偏差,判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件;
34.副翼-扰流板控制指令计算模块,用于所述飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件时,开启机动载荷减缓功能并驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓所述飞机的机翼上当前的机动载荷。
35.第三方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被运行时执行如第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的机动载荷减缓控制方法。
36.第四方面,提供了一种飞机,所述飞机包括处理器和存储器,所述存储器上存储有计算机程序,所述处理器调用所述计算机程序以执行如第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的机动载荷减缓控制方法。
37.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:通过计算飞机当前的机动载荷减缓过载偏差表征飞机当前的状态,并对飞机当前的状态进行判断,当飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件时开启机动载荷减缓功能,并驱动飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓飞机的机翼上当前的机动载荷,从而达到减轻机翼的结构设计质量的效果。
38.上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果:提出了副翼-扰流板偏转优先权判断逻辑,在机动载荷减缓功能开启后依次驱动用于滚转的扰流板、用于机动载荷减缓的扰流板和用于减速的扰流板偏转,保证了机动载荷减缓功能开启的情况下不影响飞机正常飞行。
39.上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果:考虑到飞机的过载响应存在迟滞,在机动载荷减缓退出逻辑计算处加入时间延迟量,飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能关闭条件时,延迟预设时长后关闭机动载荷减缓功能,保证了机动载荷减缓效果。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例的附图作简单介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例,而非对本发明的限制,其中:
41.图1为本发明实施例提供的机动载荷减缓控制方法的一种流程示意图;
42.图2为本发明实施例提供的机动载荷减缓控制方法的另一种流程示意图;
43.图3为本发明实施例提供的机动载荷减缓控制装置的结构示意图;
44.图4为图3所示机动载荷减缓控制装置中机动载荷减缓过载偏差计算模块的结构示意图;
45.图5为图3所示机动载荷减缓控制装置中机动载荷减缓逻辑判断模块的结构示意图;
46.图6为图3所示机动载荷减缓控制装置中副翼-扰流板控制指令计算模块的结构示
意图;
47.图7为本发明实施例提供的飞机的结构示意图;
48.图8为本发明实施例提供的飞机的结构框图。
具体实施方式
49.下面结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
50.在附图中,为清晰起见,可对形状和尺寸进行放大,并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
51.除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”、“一”或“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”、“包含”以及类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或物件及其等同,并不排除其他元件或物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
52.在下列描述中,诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词是相对于各附图中所示的构造进行定义的,特别地,“高度”相当于从顶部到底部的尺寸,“宽度”相当于从左边到右边的尺寸,“深度”相当于从前面到后面的尺寸,它们是相对的概念,因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化,所以,也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
53.涉及附接、联接等的术语(例如“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系,除非以其他方式明确地说明。
54.请参见图1所示,图1所示的为本发明实施例所提供的一种机动载荷减缓控制方法。本实施例提供的机动载荷减缓控制方法是为了减缓飞机机动飞行时机翼上的载荷,从而减轻机翼的结构设计质量。本实施例提供的机动载荷减缓控制方法包括:
55.s101,计算飞机当前的机动载荷减缓过载偏差。
56.s102,根据机动载荷减缓过载偏差,判断飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件。
57.s103,若飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件,则开启机动载荷减缓功能并驱动飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓飞机的机翼上当前的机动载荷。
58.请参见图2所示,图2所示的为本发明实施例所提供的另一种机动载荷减缓控制方法。本实施例提供的机动载荷减缓控制方法可以减缓飞机机动飞行时机翼上的载荷,保证机动载荷减缓效果的同时不影响飞机的正常飞行(是上一实施例的更进一步)。本实施例提供的方法包括:
59.s201,获取飞机的重心位置当前的过载信号。
60.因为飞机是具有体积的质量体,并不能视作没有体积的质点,飞机上不同位置的过载信号可能不同,所以可取飞机的重心位置的过载信号代表飞机整体的过载信号,飞机的重心位置当前的过载信号即可代表飞机当前的过载信号。
61.s202,通过过载信号计算飞机当前的法向过载。
62.根据飞机的重心位置当前的过载信号,飞机的惯性导航系统可以测量得到飞机当前的法向过载。
63.s203,对法向过载与预设的法向过载目标间的差值进行限幅,获得飞机当前的机动载荷减缓过载偏差。
64.飞机预设的法向过载目标可以是预先设定的,具体由飞机的控制律设计师给定。飞机当前的法向过载减去飞机预设的法向过载目标所获得的差值,经过限幅后即可获得飞机当前的机动载荷减缓过载偏差。
65.为了保证机动载荷减缓功能开启的情况下不影响飞机的正常飞行,飞行员必须一直对飞机有控制能力,那么飞机当前的机动载荷减缓过载偏差必须处于一个安全值范围内。因此,飞机当前的法向过载减去飞机预设的法向过载目标所获得的差值需要经过限幅后才得到飞机当前的机动载荷减缓过载偏差,以使飞机当前的机动载荷减缓过载偏差不小于最小机动载荷减缓过载偏差且不大于最大机动载荷减缓过载偏差。
66.s204,获取飞机当前的校正空速和当前的襟缝翼偏度。
67.s205,当机动载荷减缓过载偏差大于第一预设过载偏差阈值、且校正空速大于预设空速阈值、且襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,判定飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件,并将飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号输出为第一数值;当飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件且机动载荷减缓过载偏差小于第二预设过载偏差阈值,判定飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能关闭条件,并将飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号输出为第二数值。
68.当机动载荷减缓过载偏差大于第一预设过载偏差阈值、校正空速大于预设空速阈值、且襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,说明飞机当前正向机动载荷较大,飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件,飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号应输出为“是”以开启机动载荷减缓功能。
69.当飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件且机动载荷减缓过载偏差小于第二预设过载偏差阈值,说明飞机当前正向机动载荷正常,飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能关闭条件,飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号应输出为“否”以关闭机动载荷减缓功能。
70.其中,第一数值和第二数值分别为逻辑控制中表征“是”和“否”的数值,比如:第一数值可以为1,第二数值可以为0。当然,第一数值和第二数值也可以互换或为其他值,本实施例对此不作限制。
71.s206,当机动载荷减缓过载偏差小于第三预设过载偏差阈值、且校正空速大于预设空速阈值、且襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,判定飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件,并将飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号输出为第三数值;当飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件且机动载荷减缓过载偏差大于第四预设过载偏差阈值,判定飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能关闭条件,并将飞
机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号输出为第四数值。
72.当机动载荷减缓过载偏差小于第三预设过载偏差阈值、校正空速大于预设空速阈值、且襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,说明飞机当前负向机动载荷较大,飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件,飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号应输出为“是”以开启机动载荷减缓功能。
73.当飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件且机动载荷减缓过载偏差大于第四预设过载偏差阈值,说明飞机当前负向机动载荷正常,飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能关闭条件,飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号应输出为“否”以关闭机动载荷减缓功能。
74.其中,第三数值和第四数值分别为逻辑控制中表征“是”和“否”的数值,比如:第三数值可以为1,第四数值可以为0。当然,第三数值和第四数值也可以互换或为其他值,本实施例对此不作限制。
75.s207,根据机动载荷减缓过载偏差、校正空速、正向机动载荷减缓逻辑信号和负向机动载荷减缓逻辑信号,计算飞机的副翼控制指令;根据机动载荷减缓过载偏差、校正空速和正向机动载荷减缓逻辑信号,计算飞机的扰流板控制指令。
76.副翼控制指令由当前机动载荷减缓过载偏差、当前校正空速和正向机动载荷减缓逻辑信号以及负向机动载荷减缓逻辑信号决定。其中,正、负副翼舵偏指令增益及副翼偏度限制值均随当前校正空速调参。正、负副翼舵偏指令增益乘当前机动载荷减缓过载偏差后,经过机动载荷减缓逻辑判断和计算环节就得到了副翼控制指令,副翼控制指令用于控制飞机的副翼偏转。由此可见,机动载荷减缓过载偏差的值直接影响副翼控制指令的值,机动载荷减缓过载偏差的值越大,副翼偏转幅度越大。
77.扰流板控制指令由当前机动载荷减缓过载偏差、当前校正空速和正向机动载荷减缓逻辑信号决定。其中,扰流板舵偏指令增益及扰流板偏度限制值均随当前校正空速调参。扰流板舵偏指令增益乘当前机动载荷减缓过载偏差后,经过计算环节就得到了扰流板控制指令,扰流板控制指令用于控制飞机的扰流板偏转。由此可见,机动载荷减缓过载偏差的值直接影响扰流板控制指令的值,机动载荷减缓过载偏差的值越大,扰流板偏转幅度越大。
78.s208,根据副翼控制指令驱动飞机的副翼偏转,根据扰流板控制指令依次驱动飞机用于滚转的扰流板、用于机动载荷减缓的扰流板和用于减速的扰流板偏转。
79.需要说明的是,飞机的扰流板除了用于机动载荷减缓,还需要用于滚转和减速。也即是说,扰流板的数量可以为多对,多对扰流板中包括用于机动载荷减缓的扰流板、用于滚转的扰流板和用于减速的扰流板。但是,飞机的扰流板实际能达到的总舵偏是有限的,因此需要对这几个功能所需要的舵面偏度优先权逻辑进行计算并最终输出实际舵面偏度指令。
80.按照优先级划分:用于滚转的扰流板舵偏优先,用于机动载荷减缓的扰流板舵偏其次,用于减速的扰流板舵偏最后。飞机的外侧三对扰流板的实际偏度等于用于滚转的扰流板的实际偏度加用于机动载荷减缓的扰流板的实际偏度加用于减速的扰流板的实际偏度之和。
81.s209,若飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能关闭条件,延迟预设时长后关闭机动载荷减缓功能。
82.需要说明的是,当正向机动载荷减缓逻辑信号或负向机动载荷减缓逻辑信号为1,
且满足机动载荷减缓逻辑断开条件后,正向机动载荷减缓逻辑信号或负向机动载荷减缓逻辑信号将由1变为0,飞机的机动载荷减缓功能将由开启变为关闭。因为考虑到飞机的过载响应存在一定的迟滞,所以本实施例在机动载荷减缓逻辑退出时加入了时间延迟量,使正向机动载荷减缓逻辑信号或负向机动载荷减缓逻辑信号延迟预设时长后再由1变为0。也即,飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能关闭条件时,机动载荷减缓功能延迟预设时长后关闭,从而保证了对飞机的机动载荷减缓效果。
83.请参见图3所示,图3所示的为本发明实施例所提供的机动载荷减缓控制装置。本实施例提供的机动载荷减缓控制装置是为了减缓飞机机动飞行时机翼上的载荷,从而减轻机翼的结构设计质量。机动载荷减缓控制装置30所需的输入信号为飞机当前的状态和飞机的控制律模式,输出信号为飞机的副翼控制指令和扰流板控制指令。本实施例提供的机动载荷减缓控制装置30包括:
84.请参见图3和图4所示,图4所示的为图3所示机动载荷减缓控制装置中的机动载荷减缓过载偏差计算模块。机动载荷减缓过载偏差计算模块31用于计算飞机的当前机动载荷减缓过载偏差。
85.机动载荷减缓过载偏差计算模块31所需要的输入信号为飞机当前的法向过载nz和飞机预设的法向过载目标n
z_target
,输出信号为飞机当前的机动载荷减缓过载偏差δnz。
86.其中,飞机当前的法向过载nz由飞机的惯性导航系统测量得到,具体可通过测量飞机的重心位置当前的过载信号得到飞机当前的法向过载nz;飞机预设的法向过载目标n
z_target
是预先设定的,具体由飞机的控制律设计师给定。
87.通过测量飞机的重心位置当前的过载信号得到飞机当前的法向过载nz,飞机当前的法向过载nz减去飞机预设的法向过载目标n
z_target
所获得的差值,经过限幅环节n
z_limitation
后即可获得飞机当前的机动载荷减缓过载偏差δnz。
88.需要说明的是,之所以将飞机当前的法向过载nz与飞机预设的法向过载目标n
z_target
的差值经过限幅环节n
z_limitation
进行限幅,是为了最终获得的飞机当前的机动载荷减缓过载偏差δnz不小于最小机动载荷减缓过载偏差δn
zmin
同时不大于最大机动载荷减缓过载偏差δn
zmax
,从而避免飞机在机动载荷减缓功能开启后,飞行员对飞机失去控制,保证了机动载荷减缓功能开启的情况下不影响飞机的正常飞行。
89.请参见图3和图5,图5所示的为图3所示机动载荷减缓控制装置中的机动载荷减缓逻辑判断模块。机动载荷减缓逻辑判断模块32用于根据当前机动载荷减缓过载偏差判断飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件。
90.机动载荷减缓逻辑判断模块32所需要的输入信号为飞机当前的机动载荷减缓过载偏差δnz、飞机当前的校正空速cas和飞机的襟、缝翼偏度δ
flap,slat
,输出信号为飞机的正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
和飞机的负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic

91.其中,当满足以下条件时,飞机的正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
输出为1:
92.1)当前机动载荷减缓过载偏差δnz大于第一预设过载偏差阈值δn
z1
,且;
93.2)当前校正空速cas大于预设空速阈值cas0,且;
94.3)当前襟缝翼偏度δ
flap,slat
小于预设襟缝翼偏度阀值δ
flap,slat0

95.其中,当满足以下条件时,飞机的负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
输出为1:
96.1)当前机动载荷减缓过载偏差δnz小于第三预设过载偏差阈值δn
z3
,且;
97.2)当前校正空速cas大于预设空速阈值cas0,且;
98.3)当前襟缝翼偏度δ
flap,slat
小于预设襟缝翼偏度阀值δ
flap,slat0

99.需要说明的是,飞机的正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
输出为1,表示飞机当前的正向机动载荷大,飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件;飞机的负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
输出为1,表示飞机当前的负向机动载荷大,飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件。此时机动载荷减缓逻辑激活,机动载荷减缓功能开启,且激活信号锁存至机动载荷减缓逻辑断开。
100.其中,当满足以下条件时,飞机的正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
输出为0:
101.1)当前正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
为1,且当前机动载荷减缓过载偏差δnz小于第二预设过载偏差阈值δn
z2
,或;
102.2)当前飞机状态不满足正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
激活条件。
103.其中,当满足以下条件时,飞机的负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
输出为0:
104.1)当前负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
为1,且当前机动载荷减缓过载偏差δnz大于第四预设过载偏差阈值δn
z4
,或;
105.2)当前飞机状态不满足负向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
激活条件。
106.需要说明的是,当正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
或负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
为1,且满足机动载荷减缓逻辑断开条件后,正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
或负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
将由1变为0,飞机的机动载荷减缓功能将由开启变为关闭。因为考虑到飞机的过载响应存在一定的迟滞,所以本实施例在机动载荷减缓逻辑退出时加入了时间延迟量,使正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
或负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
延迟预设时长t0秒后再由1变为0。也即,飞机当前的状态由满足机动载荷减缓功能开启条件变为满足机动载荷减缓功能关闭条件时,机动载荷减缓功能延迟预设时长t0秒后关闭,从而保证了对飞机的机动载荷减缓效果。
107.请参见图3和图6,图6所示的为图3所示机动载荷减缓控制装置中的副翼-扰流板控制指令计算模块。副翼-扰流板控制指令计算模块33用于当飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件时,开启机动载荷减缓功能并驱动飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓飞机的机翼上当前的机动载荷。
108.副翼控制指令δ
a_cmd
由当前机动载荷减缓过载偏差δnz、当前校正空速cas、正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
和负向机动载荷减缓逻辑信号mla
neg_logic
决定。其中,正、负副翼舵偏指令增益及副翼偏度限制值均随当前校正空速cas调参。正、负副翼舵偏指令增益乘当前机动载荷减缓过载偏差δnz后,经过机动载荷减缓逻辑判断和计算环节就得到了副翼控制指令δ
a_cmd
。副翼控制指令δ
a_cmd
用于控制飞机的副翼偏转。
109.扰流板控制指令δ
s_cmd
由当前机动载荷减缓过载偏差δnz、当前校正空速cas和正向机动载荷减缓逻辑信号mla
pos_logic
决定。其中,扰流板舵偏指令增益及扰流板偏度限制值均随当前校正空速cas调参。扰流板舵偏指令增益乘当前机动载荷减缓过载偏差δnz后,经过计算环节就得到了扰流板控制指令δ
s_cmd
。扰流板控制指令δ
s_cmd
用于控制飞机的扰流板偏转。
110.需要说明的是,飞机的扰流板除了用于机动载荷减缓,还需要用于滚转和减速。也即是说,扰流板的数量可以为多对,多对扰流板中包括用于机动载荷减缓的扰流板、用于滚
转的扰流板和用于减速的扰流板。但是,飞机的扰流板实际能达到的总舵偏是有限的,因此需要对这几个功能所需要的舵面偏度优先权逻辑进行计算并最终输出实际舵面偏度指令。
111.按照优先级划分:用于滚转的扰流板舵偏优先,用于机动载荷减缓的扰流板舵偏其次,用于减速的扰流板舵偏最后。飞机的外侧三对扰流板的实际偏度等于用于滚转的扰流板的实际偏度加用于机动载荷减缓的扰流板的实际偏度加用于减速的扰流板的实际偏度之和。
112.还需要说明的是,对于不同的飞机,扰流板的数量可以不同,但均具有至少一对用于滚转的扰流板、一对用于机动载荷减缓的扰流板和一对用于减速的扰流板。本实施例对飞机的扰流板的具体数量不作限制。
113.图3所示的实施例中,本实施例提供的机动载荷减缓控制装置30的功能与机动载荷减缓控制方法实现的功能对应,因此,关于本实施例的其他功能可参见机动载荷减缓控制方法实施例中的内容,此处不再赘述。
114.请参见图7和图8所示,图7所示的为本发明实施例所提供的飞机,图8所示的为本发明实施例所提供的飞机的结构框图。本实施例提供的飞机00,具有至少一对副翼10和多对扰流板20。其中,扰流板20的数量可以为三对、四对或五对,本实施例附图以扰流板20的数量为三对为例对飞机00进行说明,但本实施例对飞机00的扰流板20的具体数量不作限制。
115.飞机00包括至少一个存储器(memory)40和至少一个处理器(processor)50。其中,存储器40中存储有计算机程序,处理器50可以调用存储器40中存储的计算机程序,以执行上述实施例所述的机动载荷减缓控制方法。
116.此外,上述存储器40中的计算机程序可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。存储器40作为一种计算机可读存储介质,可以设置为存储软件程序、计算机程序或如本实施例中的方法对应的程序指令或模块。处理器50通过运行存储在存储器40中的软件程序、指令或模块,从而执行功能应用及数据处理,即实现上述实施例所述的机动载荷减缓控制方法。存储器40可包括存储程序区和存储数据区。其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外,存储器40可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器。例如,u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质,也可以是暂态存储介质。
117.本文中所描述的不同实施方案的零部件可经组合以形成上文未具体陈述的其它实施例。零部件可不考虑在本文中所描述的结构内而不会不利地影响其操作。此外,各种单独零部件可被组合成一或多个个别零部件以执行本文中所描述的功能。
118.此外,尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征:


1.一种机动载荷减缓控制方法,应用于飞机,其特征在于,所述机动载荷减缓控制方法包括:计算所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差;根据所述机动载荷减缓过载偏差,判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件;若所述飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件,则开启机动载荷减缓功能并驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓所述飞机的机翼上当前的机动载荷。2.根据权利要求1所述的机动载荷减缓控制方法,其特征在于,所述计算所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差的步骤包括:获取所述飞机的重心位置当前的过载信号;通过所述过载信号计算所述飞机当前的法向过载;对所述法向过载与预设的法向过载目标间的差值进行限幅,获得所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差。3.根据权利要求2所述的机动载荷减缓控制方法,其特征在于,所述判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件的步骤包括:获取所述飞机当前的校正空速和当前的襟缝翼偏度;当所述机动载荷减缓过载偏差大于第一预设过载偏差阈值、所述校正空速大于预设空速阈值、且所述襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,判定所述飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件,并将所述飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号输出为第一数值;当所述机动载荷减缓过载偏差小于第三预设过载偏差阈值、所述校正空速大于预设空速阈值、且所述襟缝翼偏度小于预设襟缝翼偏度阈值时,判定所述飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件,并将所述飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号输出为第三数值。4.根据权利要求3所述的机动载荷减缓控制方法,其特征在于,所述判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件的步骤还包括:当所述飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能开启条件且所述机动载荷减缓过载偏差小于第二预设过载偏差阈值,判定所述飞机当前的状态满足正向机动载荷减缓功能关闭条件,并将所述飞机当前的正向机动载荷减缓逻辑信号输出为第二数值;当所述飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能开启条件且所述机动载荷减缓过载偏差大于第四预设过载偏差阈值,判定所述飞机当前的状态满足负向机动载荷减缓功能关闭条件,并将所述飞机当前的负向机动载荷减缓逻辑信号输出为第四数值。5.根据权利要求4所述的机动载荷减缓控制方法,其特征在于,所述开启机动载荷减缓功能的步骤包括:根据所述机动载荷减缓过载偏差、所述校正空速、所述正向机动载荷减缓逻辑信号和所述负向机动载荷减缓逻辑信号,计算所述飞机的副翼控制指令;根据所述机动载荷减缓过载偏差、所述校正空速和所述正向机动载荷减缓逻辑信号,计算所述飞机的扰流板控制指令;所述驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转的步骤包括:
根据所述副翼控制指令驱动所述飞机的副翼偏转,并根据所述扰流板控制指令驱动所述飞机的扰流板偏转。6.根据权利要求5所述的机动载荷减缓控制方法,其特征在于,所述扰流板包括用于滚转的扰流板、用于机动载荷减缓的扰流板和用于减速的扰流板,所述根据所述扰流板控制指令驱动所述飞机的扰流板偏转的步骤包括:根据所述扰流板控制指令依次驱动用于滚转的扰流板、用于机动载荷减缓的扰流板和用于减速的扰流板偏转。7.根据权利要求1至6任一项所述的机动载荷减缓控制方法,其特征在于,所述驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转的步骤之后还包括:若所述飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能关闭条件,则延迟预设时长后关闭机动载荷减缓功能。8.一种机动载荷减缓控制装置,应用于飞机,其特征在于,所述机动载荷减缓控制装置包括:机动载荷减缓过载偏差计算模块,用于计算所述飞机当前的机动载荷减缓过载偏差;机动载荷减缓逻辑判断模块,用于根据所述机动载荷减缓过载偏差,判断所述飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件;副翼-扰流板控制指令计算模块,用于所述飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件时,开启机动载荷减缓功能并驱动所述飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓所述飞机的机翼上当前的机动载荷。9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被运行时执行如权利要求1至7任一项所述的机动载荷减缓控制方法。10.一种飞机,其特征在于,所述飞机包括处理器和存储器,所述存储器上存储有计算机程序,所述处理器调用所述计算机程序以执行如权利要求1至7任一项所述的机动载荷减缓控制方法。

技术总结


本发明实施例公开了一种机动载荷减缓控制方法、装置、存储介质及飞机,机动载荷减缓控制方法应用于飞机,包括:计算飞机当前的机动载荷减缓过载偏差;根据机动载荷减缓过载偏差判断飞机当前的状态是否满足机动载荷减缓功能开启条件;若飞机当前的状态满足机动载荷减缓功能开启条件,则开启机动载荷减缓功能并驱动飞机的副翼和扰流板偏转,以减缓飞机的机翼上当前的机动载荷。根据本发明,可以减缓飞机机动飞行时机翼上的载荷从而减轻机翼的结构设计质量,使得飞机具有更小的整体质量,从而提升飞机的巡航性能和运营效益。提升飞机的巡航性能和运营效益。提升飞机的巡航性能和运营效益。


技术研发人员:

李文丹 蒋海辉 张程 余圣晖 王磊 郑晓辉 欧阳一方

受保护的技术使用者:

中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院

技术研发日:

2022.07.06

技术公布日:

2022/8/30

本文发布于:2024-09-23 04:32:56,感谢您对本站的认可!

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