CN108750128A

CN108750128A - 直升机控制方法、装置、直升机及可读存储介质

Info

Publication number: CN108750128A
Application number: CN201810483274.9A
Authority: CN
Inventors: 宋大雷; 梅森; 齐欣; 李天博
Original assignee: Shenyang No Distance Technology Co Ltd
Current assignee: Shenyang No Distance Technology Co Ltd
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2018-11-06
Anticipated expiration: 2038-05-18
Also published as: CN108750128B

Abstract

本公开涉及一种直升机控制方法、装置、直升机及可读存储介质，所述方法包括：确定直升机的目标挡位；根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态，所述尾旋翼电机的输出轴与所述直升机的尾旋翼转动轴直接相连；其中，当所述目标挡位为第一挡位时，控制所述主旋翼电机关闭以及控制所述尾旋翼电机开启。本公开中的方案，根据档位的不同，可以实现对尾旋翼电机以及主旋翼电机的单独控制，改善了相关技术中只能统一开启或统一关闭的单一模式，使尾旋翼电机以及主旋翼电机的控制更加多样化，适应直升机的各种飞行状态需求。

Description

直升机控制方法、装置、直升机及可读存储介质

技术领域

本公开涉及飞行器控制技术领域，具体地，涉及一种直升机控制方法、装置、直升机及可读存储介质。

背景技术

直升机设置有主旋翼和尾旋翼，在飞行过程中，通过尾旋翼产生侧向推力抵消主旋翼产生的反扭矩，从而保证直升机在飞行过程中不自旋，同时通过尾旋翼来控制直升机的航向。通常来讲，直升机的动力装置将动力输出至减速器，再通过传动机构驱动主旋翼和尾旋翼转动，也就是说，需要在直升机上专门设置减速器以及传动机构为尾旋翼提供动力，这样就增大了直升机的重量，且增加了维护成本。

因此，相关技术中采用独立电机直接驱动尾旋翼，在相关技术中，通过对主旋翼电机和尾旋翼电机的控制实现主旋翼、尾旋翼的统一开启和关闭，但是动力控制较为单一，无法适应直升机的多种飞行状态的需求。

发明内容

为了克服相关技术中的技术问题，本公开实施例提供了一种直升机控制方法、装置、直升机及可读存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种直升机控制方法，包括：

确定直升机的目标挡位；

根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态，所述尾旋翼电机的输出轴与所述直升机的尾旋翼转动轴直接相连；

其中，当所述目标挡位为第一挡位时，控制所述主旋翼电机关闭以及控制所述尾旋翼电机开启。

可选地，所述根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态，包括：

当所述目标挡位为第二挡位时，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机均关闭；或

当所述目标挡位为第三挡位时，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机均开启。

可选地，在所述根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态之前，所述方法还包括：

确定所述直升机的原挡位；

所述根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态，包括：

根据所述原挡位以及所述目标挡位，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机的工作状态。

可选地，在所述原挡位为所述第二挡位时，所述根据所述原挡位以及所述目标挡位，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机的工作状态，包括：

在所述目标挡位为所述第一挡位时，控制所述主旋翼电机关闭，以及控制所述尾旋翼电机在第一预设时间内达到第一预设转速；

在所述目标挡位为所述第三挡位时，控制所述主旋翼电机开启，以及控制所述尾旋翼电机在第二预设时间内达到第二预设转速。

可选地，所述方法还包括：

确定所述尾旋翼电机的预设怠速值；

在所述目标挡位为所述第一挡位或所述第三挡位时，控制所述尾旋翼电机的转速大于或等于所述预设怠速值。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种直升机控制装置，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定直升机的目标挡位；

第一控制模块，用于根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态；

可选地，所述第一控制模块，包括：

第一控制子模块，用于当所述目标挡位为第二挡位时，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机均关闭；

第二控制子模块，用于当所述目标挡位为第三挡位时，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机均开启。

可选地，所述装置还包括：

第二确定模块，用于确定所述直升机的原挡位；

所述第一控制模块，包括：

第三控制子模块，用于根据所述原挡位以及所述目标挡位，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机的工作状态。

可选地，在所述原挡位为所述第二挡位时，所述第一控制模块，包括：

第四控制子模块，用于在所述目标挡位为所述第一挡位时，控制所述主旋翼电机关闭，以及控制所述尾旋翼电机在第一预设时间内达到第一预设转速；

第五控制子模块，用于在所述目标挡位为所述第三挡位时，控制所述主旋翼电机开启，以及控制所述尾旋翼电机在第二预设时间内达到第二预设转速。

可选地，所述装置还包括：

第三确定模块，用于确定所述尾旋翼电机的预设怠速值；

第二控制模块，用于在所述目标挡位为所述第一挡位或所述第三挡位时，控制所述尾旋翼电机的转速大于或等于所述预设怠速值。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种直升机，所述直升机包括本公开实施例第二方面提供的直升机控制装置。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种直升机控制装置，所述直升机控制装置包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开实施例第一方面提供的直升机控制方法的步骤。

根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开实施例第一方面提供的直升机控制方法的步骤。

根据本公开实施例的第六方面，提供一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得该计算机执行时实现本公开实施例第一方面提供的直升机控制方法的步骤。

本公开实施例中，在直升机中设置有控制主旋翼旋转的主旋翼电机，以及控制尾旋翼旋转的尾旋翼电机，对主旋翼和尾旋翼进行分开控制。通过确定直升机的目标挡位，根据所述目标挡位控制直升机的主旋翼电机以及尾旋翼电机的工作状态，其中，当所述目标挡位为第一挡位时，控制所述主旋翼电机关闭以及控制所述尾旋翼电机开启。本公开实施例中的方案，根据档位的不同，可以实现对尾旋翼电机以及主旋翼电机的单独控制，改善了相关技术中只能统一开启或统一关闭的单一模式，使尾旋翼电机以及主旋翼电机的控制更加多样化，适应直升机的各种飞行状态需求。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为本公开一示例性实施例示出的一种直升机控制方法的流程图。

图2为本公开另一示例性实施例示出的一种直升机控制方法的流程图。

图3为本公开一示例性示出的直升机各挡位尾旋翼电机的工作状态示意图。

图4为本公开一示例性实施例示出的一种直升机控制装置的示意图。

图5为本公开一示例性实施例示出的一种直升机控制装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1所示，为本公开一示例性实施例示出的一种直升机控制方法的流程图，该方法可以包括以下步骤。

在步骤S11中，确定直升机的目标挡位；

在步骤S12中，根据目标挡位，控制直升机的主旋翼电机以及直升机的尾旋翼电机的工作状态，尾旋翼电机的输出轴与直升机的尾旋翼转动轴直接相连；

其中，当目标挡位为第一挡位时，控制主旋翼电机关闭以及控制尾旋翼电机开启。

本公开中，直升机中设置有控制主旋翼旋转的主旋翼电机，和控制尾旋翼旋转的尾旋翼电机，从而实现对主旋翼和尾旋翼动力的分开控制。尾旋翼的结构可以根据实际需要进行设定，在一个实施例中，直升机的尾旋翼为定距螺旋桨，无变距机构。另外，直升机的挡位可以根据实际需要进行设定，例如，直升机的挡位可以分为两挡、三挡、四挡等。在一个实施例中，根据主旋翼电机以及尾旋翼电机的状态，将直升机的挡位分为以下四个挡位：主旋翼电机与尾旋翼电机均处于关闭的挡位，主旋翼电机与尾旋翼电机均处于开启的挡位，主旋翼电机开启且尾旋翼电机关闭的状态，主旋翼电机关闭且尾旋翼电机开启的状态。在另一个实施例中，可以根据主旋翼电机转速范围以及尾旋翼电机的转速方位来对挡位进行划分，例如，当直升机处于第一挡位时，主旋翼电机转速处于第一转速范围，尾旋翼电机转速处于第二转速范围，当直升机处于第二挡位时，主旋翼电机转速处于第三转速范围，尾旋翼电机转速处于第四转速范围。当然，直升机的挡位还可以根据其他条件进行划分，本公开不做具体限定。

应理解的是，直升机上可以设置有挡位选择装置，例如挡杆、挡位旋钮、挡位选择开关等。以挡杆为例，当挡杆被驾驶员拨动到不同的位置时，可以生成与该挡杆位置对应的信号，通过识别该信号来确定直升机的目标挡位。

本公开中，尾旋翼电机与尾旋翼转动轴直接相连，无需设置减速器以及传动机构，结构简单，且独立的尾旋翼电机相较于减速器以及传动机构，重量减轻了许多，且基本免维护，降低了直升机的维护成本。

本公开中，针对不同的挡位，对应不同的电机控制策略，二者的对应关系可以根据实际情况进行设置。在一个实施例中，当目标挡位为第一挡位，即，挡位选择装置选择的挡位为第一挡位时，控制直升机的主旋翼电机处于关闭状态，并且控制直升机的尾旋翼电机处于开启状态。在该实施例中，当主旋翼电机停止转动，直升机关断主动力后，尾旋翼仍然有动力输出，仍然能够通过尾旋翼对直升机航向进行控制。

可选地，根据目标挡位，控制直升机的主旋翼电机以及直升机的尾旋翼电机的工作状态，可以包括：当目标挡位为第二挡位时，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机均关闭；或当目标挡位为第三挡位时，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机均开启。

在本公开中，直升机挡位分为三挡，即，在第一挡位时，主旋翼电机关闭，尾旋翼电机开启；在第二挡位时，主旋翼电机和尾旋翼电机均关闭；在第三挡位时，主旋翼电机和尾旋翼电机均开启。其中，第二挡位为直升机的非飞行模式，第三挡位为直升机的正常飞行模式，第一挡位为直升机的应急飞行模式。

应理解的是，本公开实施例中的第一挡位能够保证直升机在熄火降落时，保持对直升机航向的控制。这里的熄火降落是指直升机主旋翼动力时效或人为关断后，人工或飞行控制器操纵直升机在主旋翼无动力情况下的安全降落过程。也就是说，当直升机熄火降落时，可以将直升机挡位置于第一挡位，关闭主旋翼电机，保持尾旋翼电机工作，通过尾旋翼电机控制尾旋翼的转动，对直升机航向进行调整。

如图2所示，为本公开另一示例性实施例示出的一种直升机控制方法的流程图，该方法可以包括以下步骤。

在步骤S21中，确定直升机的原挡位；

在步骤S22中，根据原挡位以及目标挡位，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机的工作状态。

本公开实施例中，当直升机执行挡位切换时，确定换挡前的原挡位以及换挡后的目标挡位。以挡杆为例，记录挡杆的当前挡位，当前挡位对应于原挡位，在检测到挡位切换操作时，记录挡杆位置改变后的目标挡位。根据原挡位以及目标挡位，进一步确定主旋翼电机以及尾旋翼电机的控制策略。

可选地，在原挡位为第二挡位时，根据原挡位以及目标挡位，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机的工作状态，可以包括：在目标挡位为第一挡位时，控制主旋翼电机关闭，以及控制尾旋翼电机在第一预设时间内达到第一预设转速；在目标挡位为第三挡位时，控制主旋翼电机开启，以及控制尾旋翼电机在第二预设时间内达到第二预设转速。

本公开实施例中，当原挡位为第二挡位时，主旋翼电机和尾旋翼电机均关闭，直升机处于非飞行模式，第一挡位以及第三挡位均为飞行模式，因此，由第二挡位切换至第一挡位或第三挡位时，直升机是由熄火状态切换至启动状态。由于主旋翼转动惯量较大，起转过程较慢，如果不退尾旋翼电机的启动速度进行控制，则会导致主旋翼和尾旋翼起转不同步。

为了最大限度保持主旋翼和尾旋翼同步起转，在本公开实施例中，在第二挡位切换至第一挡位或第三挡位时，对尾旋翼进行缓启动，即，在一预设时间内到达预设转速。应理解的是，第一预设时间与第二预设时间可以相同，也可以不同，第一预设转速与第二预设转速可以相同，也可以不同。第一预设时间、第二预设时间、第一预设转速以及第二预设转速可以根据实际情况，例如根据主旋翼的起转速度来进行设置。以第一预设时间与第二预设时间相同，第一预设转速与第二预设转速相同为例，主旋翼从0转到1000转需要5s，如果不对尾旋翼进行缓启动，尾旋翼从0转加速到1000转需要1s，那么可以将尾旋翼从0转加速到1000转控制在5s，即第一预设时间和第二预设时间均为5s，第一预设转速和第二预设转速均为1000转。另外，对尾旋翼的缓启动还可以做进一步的控制，例如，控制尾旋翼在1s内加速到第一转速，在第2s内加速到第二转速等，本公开实施例不做限定。

可选地，该方法还可以包括：确定尾旋翼电机的预设怠速值；在目标挡位为第一挡位或第三挡位时，控制尾旋翼电机的转速大于或等于预设怠速值。

由于电机由停止转动到开始起转所需要的时间较长，为了保证直升机飞行过程中尾旋翼电机能够快速响应，本公开中为尾旋翼电机设置预设怠速值，当直升机处于飞行状态时，尾旋翼电机的转速始终大于或等于该预设怠速值，以避免尾旋翼电机从停转到起转产生的时间延迟，进而提高了直升机航向的控制效果，实现了快速调整航向。

为了更好的理解本公开提供的直升机控制方法，请参考图3，为本公开一示例性示出的直升机各挡位尾旋翼电机的工作状态示意图，在该实施例中，直升机的挡位选择装置为开关，该开关分为三挡，在第一挡位时，主旋翼电机关闭，尾旋翼电机开启；在第二挡位时，主旋翼电机和尾旋翼电机均关闭；在第三挡位时，主旋翼电机和尾旋翼电机均开启。其中，当直升机处于第一挡位或第三挡位时，若尾旋翼电机由停转到起转的过程中，尾旋翼电机执行缓启动，若尾旋翼电机处于正常转速控制时，尾旋翼电机的转速大于或等于预设怠速值。

如图4所示，为本公开一示例性实施例示出的一种直升机控制装置的示意图，该装置可以包括：

第一确定模块41，用于确定直升机的目标挡位；

第一控制模块42，用于根据目标挡位，控制直升机的主旋翼电机以及直升机的尾旋翼电机的工作状态；

可选地，第一控制模块41，可以包括：

第一控制子模块，用于当目标挡位为第二挡位时，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机均关闭；

第二控制子模块，用于当目标挡位为第三挡位时，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机均开启。

可选地，该装置还可以包括：

第二确定模块，用于确定直升机的原挡位；

第一控制模块42，包括：

第三控制子模块，用于根据原挡位以及目标挡位，控制主旋翼电机以及尾旋翼电机的工作状态。

可选地，在原挡位为第二挡位时，第一控制模块32，可以包括：

第四控制子模块，用于在目标挡位为第一挡位时，控制主旋翼电机关闭，以及控制尾旋翼电机在第一预设时间内达到第一预设转速；

第五控制子模块，用于在目标挡位为第三挡位时，控制主旋翼电机开启，以及控制尾旋翼电机在第二预设时间内达到第二预设转速。

可选地，该装置还可以包括：

第三确定模块，用于确定尾旋翼电机的预设怠速值；

第二控制模块，用于在目标挡位为第一挡位或第三挡位时，控制尾旋翼电机的转速大于或等于预设怠速值。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

基于同一发明构思，本公开还提供一种直升机控制装置，该直升机控制装置包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行存储器中的计算机程序，以实现本公开第一方面提供的直升机控制方法的步骤。

如图5所示，为本公开一示例性实施例示出的一种直升机控制装置500的框图，该直升机控制装置可以包括以下一个或多个组件：处理组件501、存储器502、通信组件503。

处理组件501通常控制装置500的整体操作，处理组件501可以包括一个或多个处理器510来执行指令，以完成出直升机控制方法的全部或部分步骤。此外，处理组件501可以包括一个或多个模块，便于处理组件501和其他组件之间的交互。

存储器502被配置为存储各种类型的数据以支持在装置500的操作。这些数据的示例包括用于在装置500上操作的任何应用程序或方法的指令。存储器502可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器。

通信组件503被配置为便于装置500和其他设备之间有线或无线方式的通信。

在示例性实施例中，装置500可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行直升机控制方法。

基于同一发明构思，本公开还提供一种直升机，该直升机包括本公开提供的直升机控制装置。基于同一发明构思，本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开提供的直升机控制方法的步骤。例如，计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims

1.一种直升机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

确定直升机的目标挡位；

2.根据权利要求1所述的直升机控制方法，其特征在于，所述根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态，包括：

3.根据权利要求2所述的直升机控制方法，其特征在于，在所述根据所述目标挡位，控制所述直升机的主旋翼电机以及所述直升机的尾旋翼电机的工作状态之前，所述方法还包括：

确定所述直升机的原挡位；

4.根据权利要求3所述的直升机控制方法，其特征在于，在所述原挡位为所述第二挡位时，所述根据所述原挡位以及所述目标挡位，控制所述主旋翼电机以及所述尾旋翼电机的工作状态，包括：

5.根据权利要求2所述的直升机控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述尾旋翼电机的预设怠速值；

6.一种直升机控制装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定直升机的目标挡位；

7.根据权利要求6所述的直升机控制装置，其特征在于，所述第一控制模块，包括：

8.根据权利要求7所述的直升机控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二确定模块，用于确定所述直升机的原挡位；

所述第一控制模块，包括：

9.根据权利要求8所述的直升机控制装置，其特征在于，在所述原挡位为所述第二挡位时，所述第一控制模块，包括：

10.根据权利要求6所述的直升机控制装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三确定模块，用于确定所述尾旋翼电机的预设怠速值；

11.一种直升机，其特征在于，所述直升机包括如权利要求6-10任一权项所述的直升机控制装置。

12.一种直升机控制装置，其特征在于，所述直升机控制装置包括：

存储器，其上存储有计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。