CN109613925A - 一种飞机法向过载限制方法 - Google Patents

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冷国旗
郭枚林
张羽白
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涂慧玲
邹俊俊
刘宝文
相梅
范钦海
翁雪花
查启繁
陈孔锦
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种飞机法向过载限制方法，基于低精度过载传感器的飞机飞控系统法向过载限制控制律技术领域。该方法实现过程为：纵向杆位移通过指令成形和前向增益与俯仰角速率反馈解算出纵向舵面指令，控制飞机舵面偏转操纵飞机；当飞机反馈的法向过载信号接近限制值时，经过载限制增益解算出法向过载限制指令，叠加在指令成形后的指令输出上，减小指令成形后的指令输出，降低纵向的舵面指令，飞机的平尾偏度减小，法向过载也相应降低，实现对法向过载限制。采用本过载限制方法可以配置精度相对较低的过载传感器，降低飞机成本，同时能避免因过载传感器信号波动较大造成飞机平飞时的俯仰振荡现象，有效防止飞机法向过载超限，确保飞行安全。

Description

一种飞机法向过载限制方法
技术领域
本发明涉及一种飞机法向过载限制方法，基于低精度过载传感器的飞机飞控系统法向过载限制控制律技术领域。
背景技术
采用电传飞控系统的飞机法向过载限制方法是通过指令法向过载，基于比例+积分的控制方式实现，即采用PI控制器，根据给定的法向过载指令与实时测量的真实法向过载两者之间的差值解算出飞机纵向舵面指令，实现对飞机法向过载的无静差控制，从而实现法向过载限制。但对于某些无人机飞行平台，由于飞行任务、成本的限制，飞控系统采用的过载传感器精度较低、信号噪声大，如果此类无人机采取上述方法，将难以做到法向过载的精确控制，还可能由于法向过载信号噪声大，造成飞机产生俯仰振动现象，严重影响飞机的稳定控制和飞行安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种飞机法向过载限制方法，根据飞控系统过载传感器精度低、噪声大的特性，采用直接指令俯仰角速率，利用法向过载信号间接限制无人机的法向过载，避免因法向过载超限对无人机结构造成破坏。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：
一种飞机法向过载限制方法，其特征在于：
该方法实现过程为：纵向杆位移通过指令成形和前向增益与俯仰角速率反馈解算出纵向舵面指令，控制飞机舵面偏转操纵飞机；
当飞机反馈的法向过载信号接近限制值时，经过载限制增益解算出法向过载限制指令，叠加在指令成形后的指令输出上，减小指令成形后的指令输出，降低纵向的舵面指令，飞机的平尾偏度减小，法向过载也相应降低，实现对法向过载限制。
进一步的，经过载限制增益解算出法向过载限制指令的解算公式为：
指令解算公式如(1)所示：
Dertz＝-(PGD-NYG)×Kz+Wz×Kwz (1)
进一步的，Dertz为纵向舵面指令。
进一步的，PGD为指令成形后的指令。
进一步的，NYG根据法向过载和法向过载限制增益解算出指令增量。
进一步的，Kz为前向增益。
进一步的，Wz为俯仰角速率。
进一步的，Kwz为俯仰角速率增益。
进一步的，过载限制增益随法向过载调参，越接近法向过载限制边界，该增益值越大。
本发明的有益效果为：
采用本过载限制方法可以配置精度相对较低的过载传感器，降低飞机成本，同时能避免因过载传感器信号波动较大造成飞机平飞时的俯仰振荡现象，有效防止飞机法向过载超限，确保飞行安全。
附图说明
图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述：
一种飞机法向过载限制方法，该方法实现过程为：纵向杆位移通过指令成形和前向增益与俯仰角速率反馈解算出纵向舵面指令，控制飞机舵面偏转操纵飞机；
当飞机反馈的法向过载信号接近限制值时，经过载限制增益解算出法向过载限制指令，叠加在指令成形后的指令输出上，减小指令成形后的指令输出，降低纵向的舵面指令，飞机的平尾偏度减小，法向过载也相应降低，实现对法向过载限制。
经过载限制增益解算出法向过载限制指令的解算公式为：
指令解算公式如(1)所示：
Dertz＝-(PGD-NYG)×Kz+Wz×Kwz (1)
其中，Dertz为纵向舵面指令，PGD为指令成形后的指令，NYG根据法向过载和法向过载限制增益解算出指令增量，Kz为前向增益，Wz为俯仰角速率，Kwz为俯仰角速率增益。
过载限制增益随法向过载调参，越接近法向过载限制边界，该增益值越大。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种飞机法向过载限制方法，其特征在于：
该方法实现过程为：纵向杆位移通过指令成形和前向增益与俯仰角速率反馈解算出纵向舵面指令，控制飞机舵面偏转操纵飞机；
当飞机反馈的法向过载信号接近限制值时，经过载限制增益解算出法向过载限制指令，叠加在指令成形后的指令输出上，减小指令成形后的指令输出，降低纵向的舵面指令，飞机的平尾偏度减小，法向过载也相应降低，实现对法向过载限制。
2.根据权利要求1所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：经过载限制增益解算出法向过载限制指令的解算公式为：
指令解算公式如(1)所示：
Dertz＝-(PGD-NYG)×Kz+Wz×Kwz (1)
3.根据权利要求2所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：Dertz为纵向舵面指令。
4.根据权利要求2所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：PGD为指令成形后的指令。
5.根据权利要求2所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：NYG根据法向过载和法向过载限制增益解算出指令增量。
6.根据权利要求2所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：Kz为前向增益。
7.根据权利要求2所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：Wz为俯仰角速率。
8.根据权利要求2所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：Kwz为俯仰角速率增益。
9.根据权利要求1所述的飞机法向过载限制方法，其特征在于：
过载限制增益随法向过载调参，越接近法向过载限制边界，该增益值越大。
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