飞行器舵面偏转角控制方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及飞机控制，尤其涉及一种飞行器舵面偏转角控制方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、民航客机需要经常进行长时间巡航飞行，在飞机设计过程中，会着重考虑良好的巡航性能。在飞机实际运营过程中，完美的横侧向对称是种理想状态。飞机制造和飞行中会有各种因素影响飞机的横侧向对称性，例如飞机的气动外形不对称、制造不对称误差、发动机能力差异误差、燃油及商载带来的重量重心不对称误差等。当飞机出现明显的横侧向不对称时，会对飞机的飞行安全和乘客舒适度会造成不利影响，甚至还可能会影响飞机的操纵性。因此，需要对飞机巡航过程中的横向不平衡配平进行调整，以保障飞机飞行安全。

2、在横向不平衡状况下，飞机主要通过舵面偏转产生侧力和横侧向力矩来抵消不对称带来的横向滚转力矩。在巡航过程中，横向舵面偏度会带来较大的飞机阻力，同时可能对乘客的乘坐感受造成不利影响。因此通常由飞行员调节脚蹬，操纵方向舵偏转从而使飞机机翼向水平方向偏转。例如，在飞机存在横向不对称(制造、燃油、配载)的情况下，飞行员持续的脚蹬来保持飞机平衡，加重了驾驶员的操纵负担。

技术实现思路

1、本发明提供了一种飞行器舵面偏转角控制方法、装置及存储介质，旨在有效解决现有技术中。

2、根据本发明的一方面，本发明提供一种飞行器舵面偏转角控制方法，所述飞行器舵面偏转角控制方法包括：

3、在预设的控制模式下，获取飞行器的飞行状态参数和舵面操纵量，当所述飞行状态参数和所述舵面操纵量满足预设的第一条件时，获取所述飞行器的副翼舵面偏转角；

4、当所述副翼舵面偏转角满足预设的第二条件时，以侧滑角速率生成侧滑角指令，并根据校正空速值计算所述侧滑角指令对应的限制值；

5、基于所述侧滑角指令生成方向舵面指令和副翼舵面指令，并根据所述方向舵面指令和所述副翼舵面指令控制所述副翼舵面偏转角。

6、进一步地，所述飞行状态参数包括襟缝翼偏转角、校正空速值、法向过载系数、飞行器滚转角以及副翼舵面偏转角的一种或多种。

7、进一步地，所述飞行器舵面偏转角控制方法还包括：

8、在获取所述飞行器的飞行状态参数和舵面操纵量之后，对所述飞行状态参数和所述舵面操纵量进行滤波操作。

9、进一步地，根据如下方法确定所述飞行状态参数和所述舵面操纵量满足所述第一条件：

10、确定所述襟缝翼偏转角小于预设的偏转角阈值；

11、确定所述校正空速值大于预设的空速阈值；

12、确定所述法向过载系数小于预设的系数阈值；

13、确定所述飞行器滚转角小于预设的滚转角阈值；

14、确定所述舵面操纵量小于预设操纵量阈值。

15、进一步地，所述飞行器舵面偏转角控制方法还包括：

16、在所述获取所述飞行器的副翼舵面偏转角之前，生成方向舵卸载功能预位信号。

17、进一步地，根据如下方法确定所述副翼舵面偏转角满足所述第二条件：

18、在生成所述方向舵卸载功能预位信号之后，获取所述副翼舵面偏转角持续大于预设的舵面偏转角阈值的时间长度；

19、当所述时间长度大于预设的时间长阈值时，确定所述副翼舵面偏转角满足所述第二条件。

20、进一步地，所述以侧滑角速率生成侧滑角指令包括：

21、根据时间对所述侧滑角速率进行积分以得到侧滑角指令；

22、其中，所述飞行器舵面偏转角控制方法还包括：

23、若所述侧滑角指令小于等于所述限制值，则保持所述侧滑角速率不变；

24、若所述侧滑角指令大于所述限制值，则不再输出所述侧滑角速率。

25、进一步地，所述根据所述方向舵面指令和所述副翼舵面指令控制所述副翼舵面偏转角包括：

26、根据所述方向舵面指令增加方向舵面偏转角，根据所述副翼舵面指令减小副翼舵面偏转角，直至所述副翼舵面偏转角不满足所述第二条件。

27、根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种飞行器舵面偏转角控制装置，所述装置包括：

28、数据获取模块，用于在预设的控制模式下，获取飞行器的飞行状态参数和舵面操纵量，当所述飞行状态参数和所述舵面操纵量满足预设的第一条件时，获取所述飞行器的副翼舵面偏转角；

29、侧滑角指令计算模块，用于当所述副翼舵面偏转角满足预设的第二条件时，以侧滑角速率生成侧滑角指令，并根据校正空速值计算所述侧滑角指令对应的限制值；

30、偏转角控制模块，用于基于所述侧滑角指令生成方向舵面指令和副翼舵面指令，并根据所述方向舵面指令和所述副翼舵面指令控制所述副翼舵面偏转角。

31、根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如上所述的任一飞行器舵面偏转角控制方法。

32、通过本发明中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例，至少可以实现如下技术效果：

33、在本发明所公开的技术方案中，在预设的控制模式下，获取飞行器的飞行状态参数和舵面操纵量，当飞行状态参数和舵面操纵量满足预设的第一条件时，获取飞行器的副翼舵面偏转角；当副翼舵面偏转角满足预设的第二条件时，以侧滑角速率生成侧滑角指令，并根据校正空速值计算限制值；基于侧滑角指令生成方向舵面指令和副翼舵面指令，并根据方向舵面指令和副翼舵面指令控制副翼舵面偏转角。

34、本方案自动通过方向舵产生侧滑消除由于横向不对称导致的副翼和扰流板舵面，自动补偿方向舵偏度卸载副翼偏度，无需飞行员参与操纵，在无需增加驾驶员的负担的基础上提升飞机的巡航性能，降低飞行巡航阻力。

35、考虑到飞机存在持续的横向不对称力矩时才需用方向舵自动卸载功能，因此在功能接通逻辑计算处计算偏转角持续的时间长度，保证在飞机存在持续副翼舵面偏度时引入方向舵补偿量，精准识别功能需用场景实现精准控制。

36、本发明采用输出侧滑角指令实现方向舵卸载副翼偏度，并对侧滑角指令进行合理限幅，将侧滑角指令限制值设置为当前状态下最大侧滑能力的30％。在保证卸载效果的基础上确保飞机有好的飞行品质。

37、本方案中传感器输入信号较少且经过滤波处理，信号较可靠，无需额外大量计算占用机上计算资源，无需舵面作动设备或信号采集装备进行额外传感器加装或改造，且执行操纵舵面均为主操纵舵面，系统可靠性高。

技术特征：

1.一种飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，所述飞行器舵面偏转角控制方法包括：

2.如权利要求1所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，所述飞行状态参数包括襟缝翼偏转角、校正空速值、法向过载系数、飞行器滚转角以及副翼舵面偏转角的一种或多种。

3.如权利要求2所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，所述飞行器舵面偏转角控制方法还包括：

4.如权利要求2所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，根据如下方法确定所述飞行状态参数和所述舵面操纵量满足所述第一条件：

5.如权利要求1所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，所述飞行器舵面偏转角控制方法还包括：

6.如权利要求5所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，根据如下方法确定所述副翼舵面偏转角满足所述第二条件：

7.如权利要求1所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，所述以侧滑角速率生成侧滑角指令包括：

8.如权利要求7所述的飞行器舵面偏转角控制方法，其特征在于，所述根据所述方向舵面指令和所述副翼舵面指令控制所述副翼舵面偏转角包括：

9.一种飞行器舵面偏转角控制装置，其特征在于，所述装置包括：

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如权利要求1至8中任一项飞行器舵面偏转角控制方法。

技术总结本发明公开了一种飞行器舵面偏转角控制方法、装置及存储介质，方法包括：在预设的控制模式下，获取飞行器的飞行状态参数和舵面操纵量，当飞行状态参数和舵面操纵量满足预设的第一条件时，获取飞行器的副翼舵面偏转角；当副翼舵面偏转角满足预设的第二条件时，以侧滑角速率生成侧滑角指令，并根据校正空速值计算限制值；基于侧滑角指令生成方向舵面指令和副翼舵面指令，并根据方向舵面指令和副翼舵面指令控制副翼舵面偏转角。本发明所提供的技术方案能够解决现有技术中需要依赖飞机驾驶员调整舵面偏转角的技术问题，本方案能够降低飞行巡航阻力，在满足相同的机动性能及结构安全的情况下，有效减轻驾驶员操纵负担，提高飞机巡航性能。技术研发人员：李文丹,刘军,陈石,郑晓辉,李永涛,吴大卫受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30