CN113071657A - 主动-主动冗余致动系统的前馈均衡控制 - Google Patents

Abstract

主动‑主动冗余致动系统的前馈均衡控制。一种控制通过多个致动器移动系统中的组件的方法和设备。接收用于移动组件的操作致动命令。针对所述多个致动器中的各个致动器，使用操作致动命令来生成用于致动器的前馈均衡命令，将用于致动器的前馈均衡命令与操作致动命令进行组合，以提供用于致动器的经均衡的致动命令，以及对致动器使用经均衡的致动命令来控制致动器移动组件。

Description

主动-主动冗余致动系统的前馈均衡控制

技术领域

本公开总体上涉及致动系统，诸如移动飞行器上的飞行控制表面(flightcontrol surface)的致动系统。更特别地，本公开涉及用于对在主动-主动冗余致动系统(active-active redundant actuation system)中同时操作的多个致动器进行控制以移动飞行控制表面或其它组件的系统和方法。

背景技术

致动器是系统的一部分，该致动器被控制成以希望的方式来移动该系统的另一组件。各种不同类型的致动器是已知的，并且可以在各种不同的合适应用中使用。液压致动器和电动机是不同类型的致动器的示例，但不限于此。

使用致动器来移动飞行器上的飞行控制表面是致动器的一种应用的示例。飞行控制表面是一种空气动力学装置，其使操作者可以调节和控制飞行器的飞行。副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、缝翼以及空气制动器是飞行器的飞行控制表面的示例，但不限于此。

在目前的飞行器上，诸如目前的商用客机，飞行器上的飞行控制表面的移动是由飞行控制计算机来进行控制的。飞行控制计算机生成对飞行控制表面进行控制的命令，该命令被设计成实现由人类飞行员或自动驾驶仪规定的希望飞行路径。通常，将由飞行控制计算机生成的命令电传输至致动器控制器单元，该致动器控制器单元命令致动器运动，进而将关联的飞行控制表面驱动至所命令的位置以实现希望的飞行路径。

可以将飞行器飞行控制系统设计成增强飞行期间飞行器的可靠性。例如，但不限于，通过使用其中单个飞行控制表面与一个以上致动器相关联的冗余系统，可以提高飞行器的可靠性。在这种情况下，如果所一个以上述致动器中的一个致动器不能如所希望地进行操作，则可以使用所述一个以上致动器中的另一致动器以希望的方式来移动关联的飞行控制表面。

在主动冗余系统中，备用致动器可以响应于与飞行控制表面相关联的另一致动器的不希望的操作而自动地用于移动飞行控制表面。在主动-主动冗余系统中，可以同时使用多个致动器来移动飞行控制表面。希望以合适的方式来控制主动-主动冗余系统中的多个致动器中的各个致动器，以与系统中的其它致动器同时操作，从而响应于来自飞行控制计算机的命令以希望的方式移动飞行控制表面。希望主动-主动冗余系统中的多个致动器中的各个致动器皆以几乎相同的方式对命令作出响应。

因此，需要有一种考虑上面讨论的问题中的至少一些问题以及其它可能的问题的方法和设备。

发明内容

例示性实施方式提供了一种控制通过多个致动器移动系统中的组件的方法。接收用于移动组件的操作致动命令。针对所述多个致动器中的各个致动器，使用操作致动命令来生成用于致动器的前馈均衡命令，将用于致动器的前馈均衡命令与操作致动命令进行组合，以提供用于致动器的经均衡的致动命令，对致动器使用经均衡的致动命令来控制致动器移动组件。

例示性实施方式还提供了一种控制通过多个致动器移动系统中的组件的方法，所述方法包括校准模式和操作模式。在校准模式下，对所述多个致动器中的各个致动器的映射表进行校准。针对多个校准致动命令中的各个校准致动命令，使用校准致动命令来控制所述多个致动器移动组件。针对所述多个致动器中的各个致动器，从所述多个致动器接收反馈信号，使用该反馈信号来生成用于致动器的、针对校准致动命令的前馈均衡命令，以及在映射表中将用于致动器的前馈均衡命令映射至与校准致动命令相对应的致动命令。在操作模式下，使用从所述多个致动器中的各个致动器的映射表生成的用于该致动器的前馈均衡命令来控制该致动器移动组件。

例示性实施方式还提供了一种控制通过多个致动器移动系统中的组件的设备。所述设备包括：系统控制器、多个均衡控制器以及多个致动器控制器。该系统控制器被配置成生成用于移动组件的操作致动命令。所述多个均衡控制器包括所述多个致动器中的各个致动器的均衡控制器。所述多个致动器中的各个致动器的均衡控制器被配置成，使用操作致动命令来生成用于致动器的前馈均衡命令，并且将用于致动器的前馈均衡命令与操作致动命令进行组合，以提供致动器的经均衡的致动命令。所述多个致动器控制器包括所述多个致动器中的各个致动器的致动器控制器。所述多个致动器中的各个致动器的致动器控制器被配置成，对致动器使用经均衡的致动命令来控制致动器移动组件。

该特征和功能可以在本公开的不同实施方式中独立实现，或者可以在可以参照下列描述和附图看到进一步细节的其它实施方式中组合。

附图说明

例示性实施方式的新颖特征受信任特性在所附权利要求中加以阐述。然而，当结合附图阅读时，通过参照本公开的例示性实施方式的下列详细描述将最佳地理解例示性实施方式，以及优选使用模式、进一步的目的及其特征，其中：

图1是根据例示性实施方式的使用前馈均衡控制来控制通过多个致动器移动组件的系统的例示框图；

图2是根据例示性实施方式的在操作模式下的包括致动器控制的前馈均衡的系统控制器的例示框图；

图3是根据例示性实施方式的在校准模式下的包括致动器控制的前馈均衡的系统控制器的例示框图；

图4是根据例示性实施方式的前馈均衡控制器的映射表的例示图；

图5是根据例示性实施方式的使用前馈均衡控制来控制多个致动器移动组件的处理的例示流程图；

图6是根据例示性实施方式的使用映射表来生成前馈均衡命令的处理的例示流程图；

图7是根据例示性实施方式的对前馈均衡控制器的映射表进行校准的处理的例示流程图；

图8是根据例示性实施方式的在以下模拟中的致动命令信号和观察到的力纷争(force fight)的例示图：对使用反馈均衡控制但是不使用前馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟；

图9是根据例示性实施方式的在使用反馈均衡控制并且使用前馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟中的致动命令信号和观察到的力纷争的例示图；

图10是根据例示性实施方式的在以下模拟中的前馈控制响应的例示图：在没有滞后滤波器(lag filter)的情况下使用反馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟，以对致动器系统响应延迟建模；

图11是根据例示性实施方式的在以下模拟中的前馈控制响应的例示图：在具有滞后滤波器的情况下使用反馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟，以对致动器系统响应延迟建模；以及

图12是根据例示性实施方式的数据处理系统的例示框图。

具体实施方式

例示性实施方式认识并考虑到不同的事项。例如，例示性实施方式认识并考虑到，在使飞行控制表面移动的主动-主动冗余系统中，被用于使飞行控制表面移动的多个致动器的位置的细微差异也可能会在飞行控制表面中产生力纷争疲劳。力纷争疲劳可能会导致金属疲劳损坏或者飞行控制表面或其配件的过早老化。

例示性实施方式还认识并考虑到，可以通过使用反馈均衡控制来减少对飞行控制表面进行控制的主动-主动冗余系统中的力纷争疲劳。反馈均衡控制可以由与主动-主动冗余系统中的致动器中的各个致动器相关联的反馈均衡控制器来提供，所述致动器是与飞行控制表面相关联的。各个反馈均衡控制器从系统中的各个致动器接收反馈，并且生成均衡命令，该均衡命令被用于对与反馈均衡控制器相关联的致动器进行控制，以使飞行控制表面上的致动器力均衡。

例示性实施方式还认识并考虑到，疲劳损坏可能会即刻发生。因此，通过使用预期控制器而不是反作用控制器来管理力纷争是有益的。

例示性实施方式提供前馈均衡控制，以通过主动-主动冗余致动系统中的多个致动器来对飞行控制表面和其它组件的移动进行控制。例示性实施方式是跨多个冗余致动器来扩展反馈均衡控制的。根据例示性实施方式，在正常操作期间使用前馈均衡控制器可使反馈均衡控制器仅对在以校准模式校准了前馈均衡控制器之后发生的致动系统中的变化作出响应。

根据例示性实施方式，与前馈均衡相关联的模式有两种：操作模式和校准模式。在操作模式下，前馈均衡控制器基于当前致动命令以及关联的先前确定的校准校正，经由映射表提供校正命令。将该校正命令与来自反馈均衡控制器的反馈均衡命令相加，以生成当前系统输入致动命令的总补偿。然后，使用唯一的经均衡的命令来控制同一飞行控制表面或其它组件上的各个致动器。在校准模式下，将对由前馈均衡控制器使用的映射表进行更新或调整，以解决因随时间推移可能发生的公差或老化而造成的任何致动参数漂移。

根据例示性实施方式的前馈均衡控制器可使致动器控制系统校正预期的力纷争。可以将根据例示性实施方式的前馈均衡控制器用于管理任何致动器控制系统参数，诸如系统力纷争。

根据例示性实施方式，前馈均衡控制器与反馈均衡控制器的组合使用减少了所需的反馈控制带宽。低带宽控制器的优点反映在增加的控制器稳定性方面。因此，对于随时间推移的参数漂移以及操作环境变化，将前馈均衡控制器的使用与不太主动的反馈均衡控制器的使用相结合可提供一种高性能且稳定的参数均衡技术。

转至图1，图1是根据例示性实施方式的使用前馈均衡控制来控制通过多个致动器移动组件的系统的例示框图。根据例示性实施方式，通过多个致动器104来移动系统100的组件102。

系统100可以包括任何合适的机器或其它系统。组件102可以包括系统100的任何合适的组件。例如，但不限于，系统100可以包括飞行器106。组件102可以包括飞行器106的飞行控制表面108。

飞行器106可以是可以被配置成执行任何合适的操作或任务的任何合适类型的飞行器。例如，但不限于，飞行器106可以是商用客机、货机、军用飞行器、私人飞机或任何其它合适类型的飞行器。飞行器106可以是固定翼飞行器、旋翼飞行器或轻于空气的飞行器。飞行器106可以是有人驾驶飞行器或无人驾驶飞行器。

飞行控制表面108可以是飞行器106的任何合适的飞行控制表面。例如，但不限于，飞行控制表面108可以是副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、缝翼、空气制动器或者任何其它合适的飞行控制表面。

致动器104可以包括移动组件102的任何合适类型的致动器。可以基于待移动的组件102的特性以及要通过系统100移动组件102的方式来选择针对任何特定应用的致动器104的类型和其它特性。例如，但不限于，致动器104可以包括液压致动器、电动机或者任何其它合适类型的致动器。

可以以合适的方式将多个致动器104配置并联接至组件102，以提供对组件102的移动的主动-主动冗余控制。换句话说，可以同时操作多个致动器104来移动组件102。

在该示例中，致动器104包括致动器110、致动器112以及致动器114。然而，例示性实施方式不限于具有三个致动器的系统。例示性实施方式可以被用于使用任何合适数量的多个致动器104来移动组件102的系统中。例如，例示性实施方式可以包括具有两个致动器或具有三个以上致动器的系统以对组件102进行控制。

根据致动命令116控制致动器104以移动组件102。致动命令116可以规定组件102的任何希望且合适的移动。例如，但不限于，致动命令116可以包括位置命令118。位置命令118可以规定组件102的希望命令的位置120。在该示例中，致动器104被控制成同时操作，以将组件102移动至位置命令118所规定的命令的位置120。

可以由系统控制器122生成致动命令116。例如，可以由系统控制器122响应于来自操作者124的输入而生成致动命令116。操作者124可以是系统100的任何合适的操作者。操作者124可以是人类操作者、机器操作者或者与机器结合的人类操作者。另选地，或者另外，可以由系统控制器122自动地生成致动命令116。

对于系统100是飞行器106的情况来说，系统控制器122可以是飞行控制计算机126。可以将飞行控制计算机126配置成，生成对飞行控制表面108进行控制以实现飞行器106的希望飞行路径的致动命令116。飞行控制计算机126可以响应于来自操作者124的输入而生成致动命令116。在该示例中，操作者124可以是人类飞行员或自动驾驶仪。

根据例示性实施方式，将致动命令116提供给均衡控制器128。可以以任何合适的方式来实现均衡控制器128，以实现如本文所描述的均衡控制器128的功能。例如，可以将均衡控制器128实现为系统控制器122的一部分，或者全部或部分地与系统控制器122分离开。

均衡控制器128包括用于待控制的多个致动器104中的各个致动器的均衡控制器。在该示例中，均衡控制器130用于控制致动器110，均衡控制器132用于控制致动器112，并且均衡控制器134用于控制致动器114。例示性实施方式可以包括少于或多于三个的均衡控制器128。根据待控制的致动器104的数量，例示性实施方式可以包括任何合适数量的均衡控制器128。

根据例示性实施方式，均衡控制器128中的各个均衡控制器皆可以包括前馈均衡控制器136、反馈均衡控制器138以及组合器140。尽管在图1中仅为均衡控制器134示出了这些组件，但是均衡控制器130和均衡控制器132皆同样可以包括前馈均衡控制器、反馈均衡控制器以及组合器，如前所述。

将前馈均衡控制器134配置成，接收致动命令116并且使用该致动命令116来生成前馈均衡命令142。将反馈均衡控制器138配置成从致动器104接收反馈。例如，反馈均衡控制器138可以接收来自致动器110的反馈144、来自致动器112的反馈146以及来自致动器114的反馈148。将反馈均衡控制器138配置成，使用从致动器104接收的反馈来生成反馈均衡命令150。将组合器140配置成，将前馈均衡命令142与反馈均衡命令150以及接收到的致动命令116进行组合，以生成用于对致动器114进行控制的经均衡的致动命令152。均衡控制器130生成对致动器110进行控制的均衡致动命令154，并且均衡控制器132以类似方式生成对致动器112进行控制的经均衡的致动命令156。

将经均衡的致动命令152、154以及156提供给致动器控制器158以用于对致动器104进行控制。致动器控制器158包括用于待控制的致动器104中的各个致动器的致动器控制器。致动器控制器158可以以任何合适的方式实现以对致动器104进行控制。

例如，将经均衡的致动命令154提供给致动器110的致动器控制器160。将致动器控制器160配置成，使用来自致动器110的反馈144根据接收到的经均衡的致动命令154来对致动器110进行控制。将经均衡的致动命令156提供给致动器112的致动器控制器162。将致动器控制器162配置成，使用来自致动器112的反馈146根据接收到的经均衡的致动命令156来对致动器112进行控制。将经均衡的致动命令152提供给致动器114的致动器控制器164。将致动器控制器164配置成，使用来自致动器114的反馈148根据接收到的经均衡的致动命令152来对致动器114进行控制。

下面，更详细地描述根据例示性实施方式的使用均衡控制器134对致动器114的控制。下面，参照图2，更详细地描述在操作模式166下使用均衡控制器134对致动器114的控制。下面，参照图3，更详细地描述在校准模式168下使用均衡控制器134对致动器114的控制。

图1中例示的系统100并非是指暗示针对可以实现例示性实施方式的方式的物理或结构性限制。除了或者代替所示组件以外，还可以使用其它组件。一些组件可以是可选的。而且，呈现所述框来例示一些功能组件。当在例示性实施方式中实现时，可以将这些框中的一个或更多个框组合、划分或者组合并划分成不同的框。

转至图2，根据例示性实施方式，描绘了在操作模式下的包括致动器控制的前馈均衡的系统控制器的例示框图。在操作模式166下由系统控制器122生成的致动命令可以被称为操作致动命令200。将操作致动命令200提供给致动器114的均衡控制器134，并且提供给多个致动器104中的其它致动器204的其它均衡控制器202，以用于移动组件102。

在均衡控制器134中，由前馈均衡控制器136接收操作致动命令200。前馈均衡控制器136包括前馈均衡命令生成器206。将前馈均衡命令生成器206配置成，根据操作致动命令200生成用于致动器114的前馈均衡命令142。

可以将前馈均衡命令生成器206配置成，利用映射表208，使用操作致动命令200来生成前馈均衡命令142。映射表208可以包括用于致动器114的前馈均衡命令与各种致动命令的映射。因此，前馈均衡命令生成器206可以通过在映射表中识别被映射至与操作致动命令200相对应的致动命令的前馈均衡命令，来生成前馈均衡命令142。

如果操作致动命令200不对应于映射表208中的致动命令，则可以通过从以下前馈均衡命令进行插值来生成前馈均衡命令142：该前馈均衡命令在映射表208中被映射至接近于操作致动命令200的致动命令。可以使用任何合适类型的插值法210。可以基于映射表208中的前馈均衡命令与致动命令的关系，来选择在任何特定情况下使用的插值法210的类型。例如，插值法210可以包括线性插值法212、多项式拟合法214或者其它216的合适形式的插值法210。

将前馈均衡命令142提供给组合器140，以与操作致动命令200和反馈均衡命令150进行组合，从而形成用于致动器114的经均衡的致动命令152。前馈控制就设计而言是先行的。因此，可以考虑致动器系统响应延迟效应以获得平滑的前馈控制响应。可以在前馈均衡控制器136中设置延迟218，以延迟将前馈均衡命令142组合成经均衡的致动命令152。例如，但不限于，延迟218可以在操作致动命令200输入到前馈均衡控制器136时由滞后滤波器220来实现。延迟218可以基于致动器系统响应延迟模型222。

反馈均衡控制器138可以包括反馈均衡命令生成器224。可以将反馈均衡命令生成器224配置成，根据来自致动器114的反馈信号226以及来自其它致动器204的反馈信号228来生成反馈均衡命令150。可以由与致动器114相关联的合适的传感器230提供反馈信号226。例如，反馈信号226可以指示致动器114的实际位置232、与致动器114相关联的压力234、位置232和压力234两者、或者由合适的传感器230提供的其它合适的反馈或反馈组合。可以使用合适的传感器以相同的方式从其它致动器204提供反馈信号228。

可以将反馈均衡命令生成器224配置成，以任何合适的方式从反馈信号226和228生成反馈均衡命令150。例如，但不限于，可以将与其它致动器204的反馈均衡命令组合的、致动器114的反馈均衡命令150配置成，提供移动组件102的致动器104的力均衡。例如，反馈均衡命令150可以是校正位置命令，以减小致动器104中的感测到的力之间的差异。

例如，但不限于，可以将反馈均衡命令生成器224配置成，使用在美国专利No.8,245,967,Actuator Force Equalization Controller中描述的方法来生成反馈均衡命令150。在该示例中，联接至致动器的多个位置传感器提供与致动器速率成比例的速率反馈信号。联接至致动器的多个力传感器提供增量(delta)压力信号。将反馈控制回路配置成，接收速率反馈信号和增量压力信号，并且计算实际的致动器速率的差，接着将所述差与所计算出的致动器力的差进行求和，以生成使致动器力在控制表面上均衡的致动器定位命令。

与在校准模式168下的反馈均衡控制器138的特性236相比，在操作模式166下，反馈均衡控制器138的特性236可以提供更大的稳定性238、更少的权限240或两者。

由组合器140将反馈均衡命令150与前馈均衡命令142以及操作致动命令200进行组合，以提供用于致动器114的经均衡的致动命令152。将经均衡的致动命令152提供给致动器114的致动器控制器164。致动器控制器164可以确定经均衡的致动命令152与致动器114的实际位置或其它条件(如反馈信号226所示)之间的差异242。致动器控制器164可以包括合适的控制器244，以生成合适的控制信号246来对致动器114进行控制，从而以任何合适的方式使经均衡的致动命令152与反馈信号226之间的差异242最小化。

其它均衡控制器202可以以类似的方式生成其它致动器204的其它均衡命令248。其它致动器控制器250可以使用其它均衡命令248来生成合适的控制信号252，以用于以类似的方式对其它致动器204进行控制。

转至图3，根据例示性实施方式，描绘了包括在校准模式下用于致动器控制的前馈均衡的系统控制器的例示框图。使用校准模式168以更新映射表208，该映射表被用于在操作模式166下生成用于致动器114的前馈均衡命令。

校准模式168可以被手动启动300或自动启动302。例如，但不限于，校准模式168可以由维护人员手动启动300，作为维护计划的一部分。

在组件102是飞行控制表面的情况下，当飞行员执行控制检查时，校准模式168可以被自动启动302。可以在飞行之前执行控制检查，并且通常会导致控制表面被端到端扫描。校准模式168可以在该控制检查过程期间被自动启动302并且被执行以更新映射表208。

在校准模式168下由系统控制器122生成的致动命令可以被称为校准致动命令304。校准致动命令304可以被预先确定306。

将校准致动命令304中的各个校准致动命令与反馈均衡命令150进行组合，以生成用于致动器114的经均衡的致动命令308。在校准模式168下，均衡命令308不包括前馈均衡命令组件。将经均衡的致动命令308提供给致动器控制器164以按上述方式对致动器114进行控制。其它均衡控制器202可以按类似的方式生成其它致动器204的其它经均衡的致动命令310。

可以由反馈均衡控制器138以上述方式生成反馈均衡命令150。然而，与在操作模式166下相比，在校准模式168下，可以改变反馈均衡控制器138的特性236以提供更快的稳定(settling)312、更多的权限314或两者。

对于被用于对致动器114进行控制的校准致动命令304中的各个校准致动命令，在反馈均衡控制器138已经稳定之后，在映射表208中将所得到的反馈均衡命令150作为前馈均衡命令316映射至与校准命令相对应的致动命令318。可以由映射表更新器320来执行映射表208的这种更新。

转至图4，根据例示性实施方式，描绘了前馈均衡控制器的映射表的例示图。映射表400是图2和图3中的映射表208的一个实现的示例。

映射表400包括前馈均衡命令402与对应的致动命令404的映射。例如，将前馈均衡命令406映射至致动命令408。将前馈均衡命令410映射至致动命令412。将前馈均衡命令414映射至致动命令416。

可以以任何合适的方式在映射表400中对致动器命令404进行排序418。例如，但不限于，可以在映射表中按值对致动器命令404进行排序418，以使得更容易标识映射表400中的与操作致动命令匹配的致动器命令404，或者映射表400中的接近于操作致动命令的致动器命令404。

转至图5，根据例示性实施方式，描绘了使用前馈均衡控制多个致动器移动组件处理的例示流程图。处理500可以由图2的均衡控制器134在操作模式166下执行。

处理500可以开始于接收操作致动命令(操作502)。可以提供基于致动器系统响应延迟模型的延迟(操作504)。在操作504的延迟之后，可以使用操作致动命令以生成前馈均衡命令(操作506)。

还可以从多个致动器接收反馈信号(操作508)。可以使用反馈信号以生成反馈均衡命令(操作510)。

可以将前馈均衡命令与反馈均衡命令以及操作致动命令进行组合，以生成经均衡的致动命令(操作512)。然后，使用经均衡的致动命令来控制致动器(操作514)，此后，该处理终止。

转至图6，根据例示性实施方式，描绘了使用映射表来生成前馈均衡命令的处理的例示流程图。处理600是图5的处理500中的操作506的一个实现的示例。

处理600可以开始于确定操作致动命令是否对应于映射表中的致动命令(操作602)。响应于确定操作致动命令对应于映射表中的致动命令，使用在映射表中被映射至与操作致动命令相对应的致动命令的前馈均衡命令作为用于致动器的前馈均衡命令(操作604)，此后，该处理终止。

响应于在操作602确定操作致动命令不对应于映射表中的致动命令，映射表中的、值与操作致动命令值最接近的致动命令被标识(操作606)。然后，通过从在映射表中被映射至与操作致动命令最接近的所标识出的致动命令的前馈均衡命令进行插值，来生成用于致动器的前馈均衡命令(操作608)，此后，该处理终止。

转至图7，根据例示性实施方式，描绘了对前馈均衡控制器的映射表进行校准的处理的例示流程图。

处理700开始于禁用前馈均衡控制(操作702)。改变反馈均衡控制器的特性以提供更快的稳定和更多的权限(操作704)。然后，从预先确定的校准致动命令的列表中选择校准致动命令(操作706)。

使用所选择的校准致动命令来控制致动器(操作708)。从致动器接收反馈信号(操作710)，并使用该反馈信号以生成反馈均衡命令(操作712)。将反馈均衡命令与校准致动命令进行组合以控制致动器(操作714)。

然后，确定反馈均衡控制器是否稳定(操作716)。当反馈均衡控制器的输出仅改变了相对较小的量时，可以认为反馈均衡控制器已经稳定。当反馈均衡控制器稳定时，根据由反馈均衡控制器生成的反馈均衡命令来生成前馈均衡命令(操作718)。在映射表中，将前馈均衡命令映射至与校准致动命令相对应的致动命令(操作720)。

然后，确定是否有任何更多校准致动命令要使用(操作722)。如果有更多校准致动命令要使用，则从列表中选择下一校准致动命令(操作724)，并且处理返回至操作708。如果没有更多校准致动命令要使用，则改变反馈均衡控制器的特性以提供更大稳定性和更少的权限(操作726)。然后，可以启用前馈均衡控制(操作728)，此后，该处理终止。

转至图8，根据例示性实施方式，描绘了在以下模拟中的致动命令信号和观察到的力纷争的例示图：对使用反馈均衡控制但是不使用前馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟。该模拟示例用于多致动器控制表面上的力均衡控制器系统。使单个致动器经受位置增益误差，以便在系统中引起力纷争。然后，对控制表面进行端对端扫描以观察控制器补偿性能。

示出了输入命令802、反馈命令804、前馈命令806以及观察到的力纷争808(作为用于模拟的失速力的百分比)。在该示例中，没有提供前馈均衡控制，因此，贯穿该模拟，前馈命令806为零。注意，在810和812处观察到的力纷争808的相对较大的尖峰对应于输入命令802的变化。在该示例中，当力均衡控制器仅由反馈控制组成时，观察到的最大力纷争约为失速力的20％。

转至图9，根据例示性实施方式，描绘了在以下模拟中的致动命令信号和观察到的力纷争的例示图：使用反馈均衡控制并且使用前馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟。如同在参照图8描述的模拟中一样，该模拟示例用于多致动器控制表面上的力均衡控制器系统。使单个致动器经受位置增益误差，以便在系统中引起力纷争。然后，对控制表面进行端对端扫描以观察控制器补偿性能。

示出了输入命令902、反馈命令904、前馈命令906以及观察到的力纷争908(作为模拟的失速力的百分比)。在该示例中，反馈均衡控制和前馈均衡控制处于活动状态。注意，在910和912处观察到的相对较小的力纷争908对应于输入命令902的变化。在该示例中，当力均衡控制器系统既包括反馈控制又包括前馈控制时，观察到的最大力纷争约为失速力的3％。

转至图10，根据例示性实施方式，描绘了在以下模拟中的前馈控制响应1000的例示图：在没有滞后滤波器的情况下使用反馈均衡控制来控制通过多个致动器移动控制表面的系统的模拟，以对致动器系统响应延迟建模。

转至图11，根据例示性实施方式，描绘了在以下模拟中的前馈控制响应1100的例示图：在具有滞后滤波器的情况下使用反馈均衡控制来控制多个致动器移动控制表面的系统的模拟，以对致动器系统响应延迟建模。

转至图12，根据例示性实施方式，描绘了数据处理系统的例示框图。数据处理系统1200是用于执行图1的系统100中的系统控制器122的功能的数据处理系统的一个可能实现的示例。例如，但不限于，数据处理系统1200是用于实现图1的飞行器106中的飞行控制计算机126的数据处理系统的一个可能实现的示例。

在该例示性示例中，数据处理系统1200包括通信架构(fabric)1202。通信架构1202在处理器单元1204、存储器1206、持久性存储部1208、通信单元1210、输入/输出(I/O)单元1212以及显示器1214之间提供通信。存储器1206、持久性存储部1208、通信单元1210、输入/输出(I/O)单元1212以及显示器1214是可通过处理器单元1204经由通信架构1202来访问的资源的示例。

处理器单元1204用于运行可以被加载到存储器1206中的软件的指令。根据特定实现，处理器单元1204可以是许多处理器、多处理器核心或者某一其它类型的处理器。此外，处理器单元1204是可以利用许多异类处理器系统来实现的，其中，主处理器与次处理器一起呈现在单一芯片上。作为另一例示性示例，处理单元1204可以是包含同一类型多处理器的对称多处理器系统。

存储器1206和持久性存储部1208是存储装置1216的示例。存储装置是能够以临时为基础和/或以永久性为基础存储信息(举例来说，如但不限于，数据、按功能形式的程序代码以及其它合适的信息)的任何硬件。在这些示例中，存储装置1216还可以被称为计算机可读存储装置。在这些示例中，存储器1206例如可以是随机存取存储器或者任何其它合适的易失性或非易失性存储装置。根据特定实现，持久性存储部1208可以采取各种形式。

例如，持久性存储部1208可以包含一个或更多个组件或装置。例如，持久性存储部1208可以是：硬盘、闪速存储器、可重写光盘、可重写磁带或者上述的某一组合。由持久性存储部1208使用的介质还可以是可去除的。例如，可以将可去除硬盘驱动器用于持久性存储部1208。

在这些示例中，通信单元1210向其它数据处理系统或装置提供通信。在这些示例中，通信单元1210是网络接口卡。通信单元1210可以通过使用物理和无线通信链路中的任一者或两者来提供通信。

输入/输出(I/O)单元1212考虑到利用可以被连接至数据处理系统1200的其它装置来输入和输出数据。例如，输入/输出(I/O)单元1212可以通过键盘、鼠标器和/或某一其它合适的输入装置来提供用于用户输入的连接。此外，输入/输出(I/O)单元1212可以向打印机发送输出。显示器1214提供向用户显示信息的机制。

可以将操作系统、应用和/或程序的指令定位在存储装置1216上，该存储装置经由通信架构1202与处理器单元1204通信。在这些例示性示例中，该指令采用持久性存储部1208上的功能形式。可以将这些指令加载到存储器1206中，以供处理器单元1204执行。不同实施方式的处理可以利用计算机实现指令，通过处理器单元1204来执行，其可以位于诸如存储器1206的存储器中。

这些指令被称为程序指令、程序代码、计算机可用程序代码，或者计算机可读程序代码，其可以通过处理器单元1204中的处理器来读取和执行。不同实施方式中的程序代码可以具体实施在不同物理或计算机可读存储介质上，如存储器1206或持久性存储部1208。

程序代码1218按功能形式位于可选择去除的计算机可读介质1220上，并且可以加载到或传递至数据处理系统1200，以供处理器单元1204执行。在这些示例中，程序代码1218和计算机可读介质1220形成计算机程序产品1222。在一个示例中，计算机可读介质1220可以是计算机可读存储介质1224或计算机可读信号介质1226。

计算机可读存储介质1224例如可以包括被插入或放置到驱动器中的光学或磁盘，或者作为持久性存储部1208的一部分的其它装置，以传递到作为持久性存储部1208的一部分的存储装置(如硬盘)上。计算机可读存储介质1224还可以采取被连接至数据处理系统1200的持久性存储部的形式，诸如硬盘、拇指驱动器(thumb drive)或闪速存储器。在一些情况下，计算机可读存储介质1224是不能从数据处理系统1200去除的。

在这些示例中，计算机可读存储介质1224是被用于存储程序代码1218的物理或有形存储装置，而非传播或传输程序代码1218的介质。计算机可读存储介质1224还被称为计算机可读有形存储装置或计算机可读物理存储装置。换句话说，计算机可读存储介质1224是可以被人触摸到的介质。

另选地，可以使用计算机可读信号介质1226将程序代码1218传递至数据处理系统1200。计算机可读信号介质1226例如可以是包含程序代码1218的传播的数据信号。例如，计算机可读信号介质1226可以是电磁信号、光学信号和/或任何其它合适类型的信号。可以通过诸如无线通信链路、光缆、同轴线缆、导线和/或任何其它合适类型的通信链路的通信链路来传输这些信号。换句话说，在例示性示例中，该通信链路和/或连接可以是物理的或无线的。

在一些例示性实施方式中，可以将程序代码1218经由计算机可读信号介质1226，通过网络从另一装置或数据处理系统下载至持久性存储部1208，以供在数据处理系统1200内使用。例如，在服务器数据处理系统中的计算机可读存储介质中存储的程序代码可以通过网络从服务器下载至数据处理系统1200。提供程序代码1218的数据处理系统可以是服务器计算机、客户端计算机或者能够存储和传输程序代码1218的某一其它装置。

针对数据处理系统1200例示的不同的组件并非是指提供针对可以实现不同的实施方式的方式的结构性限制。该不同的例示性实施方式是可以在包括除了针对数据处理系统1200例示的那些组件以外或代替那些组件的其它组件的数据处理系统中实现的。图12所示的其它组件可以根据所示的例示性示例加以改变。可以使用能够运行程序代码的任何硬件装置或者系统来实现不同的实施方式。作为一个示例，数据处理系统1200可以包括集成有无机组件的有机组件，和/或可以完全由除人类以外的其它有机组件组成。例如，存储装置可以由有机半导体组成。

在另一例示性示例中，处理器单元1204可以采取硬件单元的形式，该硬件单元具有出于特定用途而制造或配置的电路。这类型的硬件可以执行操作，而无需将要从存储装置加载到存储器中的程序代码配置成执行该操作。

例如，当处理器单元1204采取硬件单元的形式时，处理器单元1204可以电路系统、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置或者被配置成执行许多操作的某一其它合适类型的硬件。在可编程逻辑装置的情况下，可以将该装置配置成执行许多操作。该装置可以在以后的时间重新配置，或者可以被永久性地配置成执行许多操作。可编程逻辑装置的示例例如包括：可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其它合适的硬件装置。利用这种类型的实现，因为在硬件单元中实现了针对不同的实施方式的处理，所以可以省略程序代码1218。

仍在另一例示例中，可以使用在计算机和硬件单元中找到的处理器的组合来实现处理器单元1204。处理器单元1204可以具有被设置成运行程序代码1218的许多硬件单元和许多处理器。在该描绘的示例中，所述处理中的一些处理可以在许多硬件单元中实现，而其它处理可以在许多处理器中实现。

在另一示例中，可以将总线系统用于实现通信架构1202，并且可以由诸如系统总线或输入/输出总线的一个或更多个总线组成。当然，总线系统可以利用任何合适类型的架构来实现，该架构提供附接至该总线系统的不同的组件或装置之间的数据传递。

另外，通信单元1210可以包括传送数据、接收数据或者既发送又接收数据的许多装置。通信单元1210例如可以是调制解调器或网络适配器、两个网络适配器或其某一组合。此外，存储器例如可以是存储器1206或高速缓冲存储器，诸如在可以呈现在通信架构1202中的接口和存储器控制器集线器中找到的。

本文所描述的流程图和框图例示了根据各个例示性实施方式的系统、方法以及计算机程序产品的可能实现的架构、功能以及操作。在这点上，该流程图或框图中的各个框皆可以表示模块、区段或代码的一部分，其包括用于实现一个或多个指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应注意，在一些另选实现中，该框中提到的功能可以出现在图中所提到的次序之外。例如，根据所涉及功能，接连示出的两个框的功能可以大致同时执行，或者这些框的功能有时可以按逆序执行。

已经出于例示和描述的目的，呈现了不同的例示性实施方式的描述，而并非旨在排它或按所公开的形式限制成这些实施方式。许多修改例和变型例对于本领域普通技术人员将是显而易见的。此外，与其它希望的实施方式相比，不同的例示性实施方式可以提供不同的特征。选择并描述所选定的实施方式，以便最佳地说明这些实施方式的原理、实践应用，并且使得本领域普通技术人员能够针对具有如适于预期特定用途的各种修改例的各种实施方式来理解本公开。

下面的段落描述了本公开的其它方面。

A1.一种控制通过多个致动器(104)移动系统(100)中的组件(102)的方法，所述方法包括以下步骤：

在校准模式(168)下，针对多个校准致动命令(304)中的各个校准致动命令，通过以下步骤来校准所述多个致动器(114)中的各个致动器的映射表(208)：

使用所述校准致动命令(304)来控制所述多个致动器(104)移动所述组件(102)，并且

针对所述多个致动器(104)中的各个致动器：

从所述多个致动器(114)接收反馈信号(226)，

使用所述反馈信号(226)来生成用于所述致动器(114)的、针对所述校准致动命令(304)的前馈均衡命令(316)，以及

将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(306)映射至所述映射表(208)中的与所述校准致动命令(304)相对应的致动命令(318)；以及

在操作模式(166)下使用从所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述映射表(208)生成的用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)来控制所述致动器(114)移动所述组件(102)。

A2.根据段落A1所述的方法，其中，在所述操作模式(166)下控制所述多个致动器(104)中的各个致动器移动所述组件(102)的步骤包括：

接收用于移动所述组件(102)的操作致动命令(200)；并且

针对所述多个致动器(104)中的各个致动器：

利用所述致动器(114)的所述映射表(208)，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)，

将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)与所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的经均衡的致动命令(152)，以及

对所述致动器(114)使用所述经均衡的致动命令(152)来控制所述致动器(114)移动所述组件(102)。

A3.根据段落A2所述的方法，其中，利用所述致动器(114)的所述映射表(208)，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)的步骤包括：

确定所述操作致动命令(200)是否对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)；

响应于确定所述操作致动命令(200)对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)，使用用于所述致动器(114)的下述的前馈均衡命令(406)作为用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)：该前馈均衡命令(406)在所述致动器(114)的所述映射表(208)中被映射至与所述操作致动命令(200)相对应的所述致动命令(408)；以及

响应于确定所述操作致动命令(200)不对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)，通过从用于所述致动器(114)的、在所述致动器(114)的所述映射表(208)中被映射至致动命令(408)的前馈均衡命令(406)进行插值(210)，来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(406)。

A4.根据段落A2所述的方法，其中，在所述操作模式(166)下控制所述多个致动器(104)中的各个致动器移动所述组件(102)的步骤还包括：

从所述多个致动器(104)接收所述反馈信号(226)；

使用所述反馈命令(226)来生成用于所述致动器(114)的反馈均衡命令(150)；以及

将用于所述致动器(114)的所述反馈均衡命令(150)与用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)以及所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的所述经均衡的致动命令(152)。

A5.根据段落A2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于致动器系统响应延迟模型(222)，来延迟将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)与所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的所述经均衡的致动命令(152)。

A6.根据段落A1所述的方法，其中，所述系统(100)是飞行器(106)，并且所述组件(102)是所述飞行器(106)的飞行控制表面(108)。

Claims (14)

1.一种控制通过多个致动器(104)移动系统(100)中的组件(102)的方法，所述方法包括以下步骤：

接收用于移动所述组件(102)的操作致动命令(200)；以及

针对所述多个致动器(104)中的各个致动器：

使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)，

将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)与所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的经均衡的致动命令(152)，并且

对所述致动器(114)使用所述经均衡的致动命令(152)来控制所述致动器(114)移动所述组件(102)。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：针对所述多个致动器(104)中的各个致动器：

从所述多个致动器(104)接收反馈信号(226)；

使用所述反馈信号(226)来生成用于所述致动器(114)的反馈均衡命令(150)；并且

将用于所述致动器(114)的所述反馈均衡命令(150)与用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)以及所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的所述经均衡的致动命令(152)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)的步骤包括：利用所述致动器(114)的映射表(208)，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)，所述映射表包括用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(402)与致动命令(404)的映射。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，利用所述致动器(114)的所述映射表(208)，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)的步骤包括：

确定所述操作致动命令(200)是否对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)；

响应于确定所述操作致动命令(200)对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)，使用用于所述致动器(114)的在所述致动器(114)的所述映射表(208)中被映射至与所述操作致动命令(200)相对应的所述致动命令(408)的前馈均衡命令(406)作为用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)；以及

响应于确定所述操作致动命令(200)不对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)，通过从用于所述致动器(114)的、在所述致动器(114)的所述映射表(208)中被映射至致动命令(408)的前馈均衡命令(406)进行插值(210)，来生成用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)。

5.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括以下步骤：针对多个校准致动命令(304)中的各个校准致动命令，通过以下步骤来校准所述多个致动器(104)中的各个致动器的映射表(208)：

使用所述校准致动命令(304)来控制所述多个致动器(104)移动所述组件(102)；以及

针对所述多个致动器(114)中的各个致动器：

从所述多个致动器(104)接收反馈信号(226)，

使用所述反馈信号(226)来生成用于所述致动器(114)的、针对所述校准致动命令(304)的前馈均衡命令(316)，并且

在所述映射表(208)中将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(316)映射至与所述校准致动命令(304)相对应的所述致动命令(318)。

6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于致动器系统响应延迟模型(222)，延迟将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)与所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的所述经均衡的致动命令(152)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述系统(100)是飞行器(106)，并且所述组件(102)是所述飞行器(106)的飞行控制表面(108)。

8.一种控制通过多个致动器(104)移动系统(100)中的组件(102)的设备，所述设备包括：

系统控制器(122)，所述系统控制器被配置成生成用于移动所述组件(102)的操作致动命令(200)；

多个均衡控制器(128)，所述多个均衡控制器包括用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的均衡控制器(134)，其中，用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述均衡控制器(134)被配置成，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)，并且将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)与所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的经均衡的致动命令(152)；以及

多个致动器控制器(158)，所述多个致动器控制器包括用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的致动器控制器(164)，其中，用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述致动器控制器(164)被配置成，对所述致动器(114)使用所述经均衡的致动命令(152)来控制所述致动器(114)移动所述组件(102)。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述均衡控制器(134)还被配置成：

从所述多个致动器(104)接收反馈信号(226)；

使用所述反馈信号(226)来生成用于所述致动器(114)的反馈均衡命令(150)；以及

将用于所述致动器(114)的所述反馈均衡命令(150)与用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)以及所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的所述经均衡的致动命令(152)。

10.根据权利要求8所述的设备，其中，用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述均衡控制器(134)被配置成，利用所述致动器(114)的映射表(208)，使用所述操作致动命令(200)来生成用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)，所述映射表包括用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(402)与致动命令(404)的映射。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述均衡控制器(134)被配置成：

确定所述操作致动命令(200)是否对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)；

响应于确定所述操作致动命令(200)对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)，使用用于所述致动器(114)的在所述致动器(114)的所述映射表(208)中被映射至与所述操作致动命令(200)相对应的所述致动命令(408)的前馈均衡命令(406)作为用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)；以及

响应于确定所述操作致动命令(200)不对应于所述致动器(114)的所述映射表(208)中的致动命令(408)，通过从用于所述致动器(114)的、在所述致动器(114)的所述映射表(208)中被映射至致动命令(408)的前馈均衡命令(406)进行插值(210)，来生成用于所述致动器(114)的前馈均衡命令(142)。

12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述系统控制器(122)被配置成，通过以下步骤来校准所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述映射表(208)：

生成多个校准致动命令(304)；以及

针对所述多个校准致动命令(304)中的各个校准致动命令：

将所述校准致动命令(304)提供给所述多个致动器控制器(158)，以使用所述校准致动命令(304)来控制所述多个致动器(104)移动所述组件(102)，并且

针对所述多个致动器(104)中的各个致动器：

从所述多个致动器(104)接收反馈信号(226)，使用所述反馈信号(226)来生成用于所述致动器(114)的、针对所述校准致动命令(304)的所述前馈均衡命令(316)，并且

在所述映射表(208)中将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(316)映射至与所述校准致动命令(304)相对应的所述致动命令(318)。

13.根据权利要求8所述的设备，其中，用于所述多个致动器(104)中的各个致动器的所述均衡控制器(134)被配置成，基于致动器系统响应延迟模型(222)，延迟将用于所述致动器(114)的所述前馈均衡命令(142)与所述操作致动命令(200)进行组合(140)，以提供用于所述致动器(114)的所述经均衡的致动命令(152)。

14.根据权利要求8所述的设备，其中，所述系统(100)是飞行器(106)，并且所述组件(102)是所述飞行器(106)的飞行控制表面(108)。

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