CN113885581B - 协调飞行控制方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种协调飞行控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。本申请包括：响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。可见，本申请可以根据偏离位移判断飞行员是否正在进行压盘等转向操作，并根据飞行员的操作情况选取合适的角度控制律，避免角度控制律对方向舵的控制与飞行员的操作不统一，影响飞行员的操作，如果飞行员未进行转向操作，也可以通过合适的角度控制律以控制方向舵进行偏转，进行协调飞行以协助飞行员对飞行器的控制，以消除稳定滚转时的侧滑。

Description

协调飞行控制方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及飞行领域，具体涉及一种协调飞行控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

偏航阻尼器(Yaw damper，简称YD)和协调飞行功能模块是飞机上的横侧向飞行控制模块。偏航阻尼器YD能提供荷兰滚阻尼，通过控制方向舵来保持飞机的稳定性。飞机在水平面内连续改变飞行方向，保证滚转与偏航运动两者耦合影响最小，即侧滑角为0的一种机动动作，称为协调飞行。偏航阻尼器和协调飞行都是通过控制方向舵实现预期功能。

然而，协调飞行功能模块中对方向舵的自动控制逻辑与飞行员的操作之间可能会出现不统一的情况，进而生成的方向舵控制指令可能会影响飞行员的操作，因此急需一种不会影响飞行员操作的协调飞行控制方法。

发明内容

本申请提供一种协调飞行控制方法、装置、电子设备及可读存储介质，旨在解决协调飞行功能模块中对方向舵的自动控制逻辑与飞行员的操作之间可能会出现不统一的情况，进而生成的方向舵控制指令可能会影响飞行员的操作的问题。

第一方面，本申请提供一种协调飞行控制方法，所述方法包括：

响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；

根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；

根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；

根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律，包括：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度；

若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

在一种可能的实现方式中，所述若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度，包括：

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则获取所述飞行器的真实空速；

根据预设的第一空速增益对应关系，确定所述真实空速对应的第一控制律增益；

根据所述第一控制律增益和所述偏离位移，计算得到所述飞行器中方向舵的调整角度。

在一种可能的实现方式中，所述将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比之前，所述方法还包括：

查询预设的数据库，获取所述飞行器控制部件的启动力对应的第一控制部件位移，以及所述飞行器转弯时所述飞行器控制部件的第二控制部件位移；

根据所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移之间的大小关系，从所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移中选择位移阈值。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转之前，所述方法还包括：

若所述偏离位移小于或者等于预设的位移阈值，则获取所述飞行器的滚转角；

将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比；

若所述滚转角大于所述滚转角阈值，则执行根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转的步骤。

在一种可能的实现方式中，所述将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比之前，所述方法还包括：

查询预设的数据库，获取滚转角阈值，其中，所述滚转角阈值为所述飞行器以侧滑着陆模式着陆时的滚转角。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律之前，所述方法还包括：

通过机载飞行管理部件的输出，获取当前风向；

通过机载惯性导航部件的输出，获取飞行器的航向；

根据所述航向和所述当前风向，判断是否有侧向来风；

若有所述侧向来风，则执行根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律的步骤。

第二方面，本申请提供一种协调飞行控制装置，所述协调飞行控制装置包括：

获取单元，用于响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；

第一指令生成单元，用于根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；

第二指令生成单元，用于根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；

对比控制单元，用于根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。

在一种可能的实现方式中，第一指令生成单元还用于：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度；

若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

在一种可能的实现方式中，第一指令生成单元还用于：

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则获取所述飞行器的真实空速；

根据预设的第一空速增益对应关系，确定所述真实空速对应的第一控制律增益；

根据所述第一控制律增益和所述偏离位移，计算得到所述飞行器中方向舵的调整角度。

在一种可能的实现方式中，第一指令生成单元还用于：

查询预设的数据库，获取所述飞行器控制部件的启动力对应的第一控制部件位移，以及所述飞行器转弯时所述飞行器控制部件的第二控制部件位移；

根据所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移之间的大小关系，从所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移中选择位移阈值。

在一种可能的实现方式中，协调飞行控制装置还包括侧风干扰回避单元，侧风干扰回避单元用于：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若偏离位移小于或者等于预设的位移阈值，则将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比；

若所述滚转角大于所述滚转角阈值，则根据所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转的步骤。

在一种可能的实现方式中，侧风干扰回避单元还用于：

查询预设的数据库，获取滚转角阈值，其中，所述滚转角阈值为所述飞行器以侧滑着陆模式着陆时的滚转角。

在一种可能的实现方式中，协调飞行控制装置还包括风向确定单元，风向确定单元用于：

通过机载飞行管理部件的输出，获取当前风向；

通过机载惯性导航部件的输出，获取飞行器的航向；

根据所述航向和所述当前风向，判断是否有侧向来风；

若有所述侧向来风，则执行根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律的步骤。

第三方面，本申请还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行本申请提供的任一种协调飞行控制方法中的步骤。

第四方面，本申请还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行所述的协调飞行控制方法中的步骤。

综上所述，本申请提供的协调飞行控制方法包括：响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。可见，本申请提供的协调飞行控制方法可以根据偏离位移判断飞行员是否正在进行压盘等转向操作，并根据飞行员的操作情况选取合适的角度控制律以控制方向舵进行偏转，避免角度控制律对方向舵的控制与飞行员的操作不统一，影响飞行员的操作，如果飞行员未进行转向操作，在飞机保持某个滚转角稳定转弯时，也可以通过合适的角度控制律以控制方向舵进行偏转，进行协调飞行以协助飞行员对飞行器的控制，以消除稳定滚转时的侧滑。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的协调飞行控制系统的应用场景示意图；

图2是本申请实施例中提供的协调飞行控制方法的一种流程示意图；

图3是本申请实施例中提供的确定疲劳警示策略的一种流程示意图；

图4是本申请实施例中提供的可以执行协调飞行控制方法的一种系统架构示意图；

图5是本申请实施例中提供的协调飞行控制装置的一个实施例结构示意图；

图6是本申请实施例中提供的电子设备的一个实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请实施例的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请实施例所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种协调飞行控制方法、装置、电子设备及可读存储介质。其中，该协调飞行控制装置可以集成在电子设备中，该电子设备可以采用单独运行的工作方式，或者也可以采用设备集群的工作方式。

本申请实施例协调飞行控制方法的执行主体可以为本申请实施例提供的协调飞行控制装置，也可以是电子设备，下文中将以电子设备作为执行主体举例进行解释，需要说明的是，以电子设备作为执行主体进行举例仅仅是为了方便理解，并不能作为对本申请的限制。

参见图1，图1是本申请实施例所提供的协调飞行控制系统的场景示意图。其中，该协调飞行控制系统可以包括电子设备100，电子设备100中集成有协调飞行控制装置。

另外，如图1所示，该协调飞行控制系统还可以包括存储器200，用于存储信息。

需要说明的是，图1所示的协调飞行控制系统的场景示意图仅仅是一个示例，本申请实施例描述的协调飞行控制系统以及场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着协调飞行控制系统的演变和新业务场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

如本文所用，术语“飞行器”和“飞机(aircraft)”是指能够飞行的机器，包括但不限于传统跑道飞机。

首先对本申请的背景技术进行介绍：

飞行中，飞行器的速度方向与飞行器纵向对称平面之间的夹角称为侧滑角。所谓协调飞行，就是协调地操纵副翼和方向舵以保证飞机的侧滑角为零的转弯飞行。通过协调飞行，可以避免飞行器出现大幅度摇摆机翼的荷兰滚现象，保证飞行的安全性。

然而在现有飞机型号中，协调飞行功能设计存在以下问题：飞机在遭遇侧风时，协调飞行模块会控制方向舵向飞行员压盘的相反方向偏转，对飞行员修正飞机坡度的操纵产生不利影响。具体场景举例说明如下：当飞机遭遇左侧风时，因气动力变化，飞机上会出现左侧滑，飞机向右滚转，并且向左偏航。此时，飞行员会向左压方向盘，通过飞机两翼之间的升力差阻止飞机向右滚转。但是，由于此时飞机正在向右滚转，协调飞行模块判断飞机正在向右转弯，因此会发出让方向舵右偏的指令。该方向舵偏转指令会导致飞机的左侧滑角增加，增加飞行员修正坡度的难度；同时，此时飞行员向左压盘，但协调飞行模块控制方向舵向右偏，与飞行员预期不一致，会引起飞行员的困惑。为了避免这种情况发生，需要一种能够保证方向舵控制的方向与飞行员控制的方向保持一致的协调飞行方法。

参照图2，图2是本申请实施例提供的协调飞行控制方法的一种流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。该协调飞行控制方法包括步骤201～204，其中：

201、响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移。

飞行器控制部件是指用于控制飞行器飞行姿态组件的部件，飞行姿态组件包括升降舵、副翼等组件。示例性地，飞行器控制部件可以包括驾驶盘、驾驶杆等部件中的一种。驾驶杆和驾驶盘是驾驶员操纵飞行器升降舵和副翼的控制杆或盘。装在驾驶员座位正前方。前推驾驶杆或驾驶盘，升降舵向下偏转，飞行器低头；后拉驾驶杆或驾驶盘，则升降舵向上偏转，飞行器抬头；向右推杆或转盘，副翼右上左下，飞行器右转；向左推杆或转盘，飞行器左转。驾驶杆或驾驶盘和操纵面的连接有机械式、液压助力式和电传操纵式。小型低速飞行器多用机械式，对于大型和高速飞行器，机械式的力矩小，不足以带动操纵面，用液压助力才能到达操纵的目的。电传操纵式借助电信号操纵液压伺服系统来控制飞行器状态，精确省力。驾驶杆(盘)由手柄(手轮)、立柱、横梁、链轮、传感器等组成，根据不同用途还可以在其上装设一些按钮、开关。

偏离位移是指飞行器控制部件偏离中立位置的位移大小，中立位置是指飞行员未操作飞行器控制部件时，飞行器控制部件所处的位置。示例性地，可以以中立位置为零点，确定飞行器控制部件的偏离位置。假设飞行器控制部件是驾驶盘，如果执行步骤201时，驾驶盘与预设的中立位置之间呈10°偏转，则偏离位移为10°。此外，电子设备获取偏离位移时，还会同时获取偏离位移的方向，假设以驾驶盘向右偏离为正，向左偏离为负，如果驾驶盘与预设的中立位置之间呈正10°偏转，则电子设备在获取偏离位移时，不仅会获取10°，还会同时获取10°的正负。

进一步地，偏离位移可以是飞行器控制部件与中立位置之间实时的位移大小，也可以是在实时的位移中，持续时间超过预设时间阈值的位移。例如，在飞行员推动/转动飞行器控制部件至正10°的过程中，实时的位移从0°逐渐变为正10°，电子设备可以将该过程中的每个位移都作为偏离位移，并进行后续的计算步骤。或者，在飞行员推动/转动飞行器控制部件至正10°的过程中，由于推动/转动的目标是10°，飞行员仅会在将飞行器控制部件推动/转动至正10°时，维持飞行器控制部件的位移不动，因此电子部件在该过程中，仅会将正10°作为偏离位移，而0°至正10°之间的位移会作为噪音去除，通过该方法，可以避免电子设备对于推动/转动过程中的噪音位移进行无用的后续处理过程，减少计算量。

电子设备可以通过预先设置的位移限制器对位移进行预先过滤，只有当偏离位移大于位移限制器设定的阈值时，飞行器控制部件的位置参数才输入到判断逻辑环节，否则偏离位移为0°。假设位移限制器设定的阈值是0.5°，如果检测到的位移是0.2°，则电子设备将偏离位移设定为0。另外，考虑到自动驾驶仪接通时，当飞行器保持一个固定的滚转角度时，自动驾驶仪会控制飞行器控制部件轻微反向偏转，因此，位移限制器也能避免飞行器稳定转弯时，驾驶盘上存在的小量位移对控制算法产生的干扰。位移限制器可以通过滤波等方式实现位移的过滤，具体在此不进行说明。

当飞行员操作飞行器控制部件，例如在右推驾驶盘以控制飞行器右转时，电子设备会实时监控驾驶杆的位移，并通过内设的角度检测部件和计时器等辅助部件，获取并将持续时间超过预设时间阈值的位移设定为偏离位移。

202、根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律。

方向舵，是指在垂直尾翼上为实现飞行器航向操纵的可活动的翼面部分，一般用铰链连接在垂直安定面后部。驾驶员可通过脚蹬操纵它左右偏转，从而控制飞行器航向。方向舵左转，气流作用其上产生一个使尾部向右的力矩，使机头向左，改变了飞行器航向。方向舵右转则机头向右。有时驾驶员也可以利用方向舵配合机翼的运动状态进行侧倾操纵，起到部分替代副翼的作用。

角度控制律是指用于控制方向舵偏转的算法。角度控制律中包含了计算方向舵偏转角度所需要的控制律增益和计算因数，以及控制律增益与计算因数之间的计算关系，计算因数可以是飞行器的当前滚转角，即获取当前滚转角后，将控制律增益和当前滚转角按照计算关系进行计算即可得到方向舵的偏转角度。

角度控制律是飞行器的存储空间中预先存储好的多种控制律中的一种。对于不同的偏离位移，电子设备可以选取不同的角度控制律，以避免进行协调飞行时，发出的方向舵偏转指令与飞行员的转向操作不统一，对飞行员的操作产生阻碍。

在一些实施例中，电子设备可以根据偏离位移的大小确定当前飞行员是否正在对飞行器进行转向操控，如果飞行员正在对飞行器进行转向操控，则根据偏离位移对方向舵进行自动控制。例如，电子设备可以将偏离位移的大小与预设的阈值进行对比，如果偏离位移的大小大于阈值，则说明当前飞行员正在对飞行器进行转向操控，此时电子设备可以根据偏离位移对方向舵进行自动控制，以避免发出的方向舵偏转指令与飞行员的操作不统一，对飞行员的转向操作产生阻碍。当电子设备停止对方向舵的自动控制时，可以通过驾驶舱中的语音播报部件或者显示部件通知飞行员，当前已经停止了协调飞行的辅助功能，需要飞行员实时监控飞行器的情况，通过脚蹬手动调节方向舵的偏转方向，保证飞行安全。

在另一些实施例中，电子设备还可以在飞行员正在对飞行器进行转向操控时，根据飞行员对飞行器控制部件的操作，确定对方向舵的自动控制。具体可以参考下面的步骤：

(1.1)将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比。

位移阈值是上文所述的，用于判断当前飞行员是否正在对飞行器进行转向操控的阈值。

位移阈值可以根据以下两者中的较大者确定：

a)飞行器做大角度稳定转向时，飞行器控制部件位移的偏转量；

b)启动力对应的飞行器控制部件位移的偏转量。

例如，飞行器做30度滚转角稳定右转时，飞行器控制部件的位移为-4°；飞行员向左偏转飞行器控制部件时，启动力对应飞行器控制部件的位移为-5°，则本申请实施例中的位移阈值可以选择-5°，也可以选择绝对值比-5°大的负角度作为位移阈值，例如可以选择-10°作为位移阈值。通过将位移阈值设置为a)和b)中的较大者，该阈值设计是考虑飞行器中预设的自动驾驶仪接通时，当飞行器保持一个固定的滚转角度时，自动驾驶仪会控制飞行器控制部件轻微反向偏转，因此，加入设定有位移阈值的控制部件位移限制器能避免飞行器稳定转弯时，飞行器控制部件上存在的小量位移对控制算法产生的干涉。可见本申请实施例中的方案灵活性极高。选择合适的位移阈值可以避免飞行器控制部件上存在的小量位移对本申请实施例中提供的协调飞行控制方法产生的干扰。

在一些实施例中，为了避免飞行员对飞行器进行转向操控时，协调飞行功能自动控制的方向舵偏转对飞行员的转向操控产生影响，还可以通过以下方式确定位移阈值，此时所述将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比之前，所述方法还包括：

(1.11)查询预设的数据库，获取所述飞行器控制部件的启动力对应的第一控制部件位移，以及所述飞行器转弯时所述飞行器控制部件的第二控制部件位移。

第一控制部件位移是指飞行器控制部件的启动力所对应的飞行器控制部件位移。

第二控制部件位移是指飞行器在转弯时，飞行器控制部件的位移。示例性地，可以将飞行器大角度转弯时，飞行器控制部件的位移作为第二控制部件位移。例如，可以将飞行器在进行60°及以上角度的转弯时，飞行器控制部件的位移作为第二控制部件位移。

(1.12)根据所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移之间的大小关系，从所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移中选择位移阈值。

在本申请实施例中，可以将第一控制部件位移和第二控制部件位移进行对比，将其中较大的位移作为位移阈值。

通过步骤(1.11)-步骤(1.12)，本申请实施例中提供的协调飞行控制方法可以自适应地对位移阈值进行调整，灵活性更高。

(1.2)若偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

如果偏离位移大于位移阈值，说明当前飞行员正在对飞行器进行转向操控，因此如果要调整方向舵的角度，需要考虑当前飞行器的飞行状况。因此可以根据飞行器控制部件的偏离位移判断当前飞行器的副翼位置，以确定方向舵的调整角度，避免对方向舵的控制指令与飞行员的操作不统一，影响飞行员的正常控制操作。

具体地，所述若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度，包括：

(1.21)若所述偏离位移大于所述位移阈值，则获取所述飞行器的真实空速。

真实空速是指飞行器飞行时相对于周围空气运动的速度，又称为真空速。电子设备可以通过预先设置好的空速管等速度检测部件，对真实空速进行检测。

(1.22)根据预设的第一空速增益对应关系，确定所述真实空速对应的第一控制律增益。

第一控制律增益是指电子设备通过偏离位移计算方向舵的偏转角度时，角度控制律的控制律增益，可以理解为算法中的权重或者预设系数。第一空速增益对应关系是指真空空速和第一控制律增益之间的对应关系。示例性地，第一空速增益对应关系可以是在飞行器试飞过程中确定的各真实空速和控制律增益之间的对应关系。例如在试飞过程中，可以首先确定多个真实空速对应的第一控制律增益，然后通过线性插值方法得到飞行包线内各不同真实空速对应的不同第一控制律增益。

此外，电子设备也可以首先确定飞行高度等参数对应的第一控制律增益，然后根据预设的飞行包线确定该参数对应的真实空速，以将第一控制律增益与真实空速进行匹配。

(1.23)根据所述第一控制律增益和所述偏离位移，计算得到所述飞行器中方向舵的调整角度。

电子设备可以通过第一控制律增益与计算因数之间预设的计算关系，计算得到方向舵的调整角度。示例性地，可以通过式(1)计算得到方向舵的调整角度。

θ＝KwlPwl                                     式(1)

其中，θ为方向舵的调整角度，Kwl为第一控制律增益，Pwl为偏离位移。例如，Kwl为1时，如果偏离位移大于位移阈值，则方向舵的调整角度等于飞行器控制部件的偏离位移。

可见，通过步骤(1.21)-步骤(1.23)中的协调飞行控制方法，既不影响飞行员的操作，又可以调整方向舵，以避免飞行机出现荷兰滚等影响飞行器飞行安全的情况出现。

(1.3)若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

如果偏离位移小于或者等于位移阈值，则说明飞行员并没有在进行转向操作，此时可以根据飞行器的滚转角确定方向舵的调整角度，以根据飞行器的实时滚转情况进行协调飞行。具体地，所述若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度，包括：

(1.31)若偏离位移小于或者等于位移阈值，则获取所述飞行器的滚转角。

当偏离位移小于或者等于位移阈值时，说明当前飞行员并未进行转向操作，电子设备可以通过陀螺仪等预先设置好的部件检测飞行器的滚转角，以确定方向舵的偏转角度。

电子设备还可以通过预先设置的滚转角限制器对滚转角进行过滤。当滚转角大于滚转角限制器设定的阈值时，才将滚转角接入到协调转弯指令计算和判断逻辑环节，否则滚转角输出为0°。假设滚转角限制器设定的阈值为5°，如果飞行器检测到的滚转角为1°，则滚转角的输出为0°。因此，本申请实施例提供的协调飞行控制方法可以避免受侧风干扰时飞行器的小幅滚转机动会导致协调转弯的错误介入。

(1.32)根据飞行器的真实空速和预设的第二空速增益对应关系，确定真实空速对应的第二控制律增益。

第二控制律增益是指电子设备通过滚转角计算方向舵的偏转角度时，角度控制律的控制律增益，同样可以理解为算法中的权重或者预设系数。第二空速增益对应关系是指真空空速和第二控制律增益之间的对应关系。示例性地，第二空速增益对应关系可以是在飞行器试飞过程中确定的各真实空速和控制律增益之间的对应关系。例如在试飞过程中，可以首先确定多个真实空速对应的第二控制律增益，然后通过线性插值方法得到飞行包线内各不同真实空速对应的不同第二控制律增益。第二控制律增益通常与第一控制律增益不同。

此外，电子设备也可以首先确定飞行高度等参数对应的第二控制律增益，然后根据预设的飞行包线确定参数对应的真实空速，以将第二控制律增益与真实空速进行匹配。

(1.33)根据第二控制律增益和滚转角，计算得到飞行器中方向舵的调整角度。

电子设备可以通过第二控制律增益与计算因数之间预设的计算关系，计算得到方向舵的调整角度。示例性地，可以通过式(2)计算得到方向舵的调整角度。

θ＝Kturnφturn                                式(2)

其中，θ为方向舵的调整角度，Kturn为第二控制律增益，φturn为滚转角。例如，Kturn为1时，如果偏离位移小于或者等于位移阈值，则方向舵的调整角度等于飞行器控制部件的偏离位移。

可见，通过步骤(1.31)-步骤(1.33)，电子设备可以根据滚转角计算得到方向舵的调整角度，并根据调整角度控制方向舵偏转，以消除稳定滚转时的侧滑。

203、根据所述角度控制律，生成协调飞行指令。

协调飞行指令是指用于控制飞行器进行协调飞行的指令。协调飞行指令中包含根据角度控制律计算得到的方向舵的调整角度。

204、根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。

在本申请实施例中，电子设备可以根据飞行器的滚转角判断是否需要执行协调飞行指令，原因是在飞行器收到侧风干扰时，飞行器的小幅滚转机动也会产生一定的滚转角值，而如果在此时根据协调飞行指令控制方向舵，会使协调转弯的功能错误介入，对飞行器的正常航行造成不良影响。

电子设备可以根据协调飞行指令中的方向舵调整角度，控制方向舵进行偏转。例如方向舵的调整角度为10°时，控制方向舵向右偏转10°，而方向舵的调整角度为-10°时，控制方向舵向左偏转10°。除了协调飞行指令之外，电子设备还可以根据飞行器的侧滑角变化率控制偏航阻尼器工作，以对方向舵进行调整，对偏航阻尼器的控制方法具体不进行说明。

综上所述，本申请实施例提供的协调飞行控制方法包括：响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。可见，本申请实施例提供的协调飞行控制方法可以根据偏离位移判断飞行员是否正在进行压盘等转向操作，并根据飞行员的操作情况选取合适的角度控制律以控制方向舵进行偏转，避免角度控制律对方向舵的控制与飞行员的操作不统一，影响飞行员的操作，如果飞行员未进行滚转操作，在飞机保持某个滚转角稳定转弯时，也可以通过合适的角度控制律以控制方向舵进行偏转，进行协调飞行以协助飞行员对飞行器的控制，以消除稳定滚转时的侧滑。

在执行步骤204之前，电子设备还可以将滚转角与预设的阈值进行比较，判断是否需要对方向舵进行控制，以避免受侧风干扰时飞行器的小幅滚转机动会导致协调转弯的错误介入。具体可以参考下述步骤：

(2.1)将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比。

(2.2)若所述偏离位移小于或者等于预设的位移阈值，则将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比。

获取滚转角的方法以及位移阈值的解释可以参考步骤(1.31)的说明，或者，如果电子设备已经执行了步骤(1.31)至步骤(1.33)，也可以直接读取在执行步骤(1.31)时已经获取的滚转角，具体不进行赘述。

(2.3)若所述滚转角大于所述滚转角阈值，则根据所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转的步骤。

滚转角阈值是用于评估飞行器的滚转角是否需要进行调整的阈值。如果滚转角大于滚转角阈值，则说明飞行器在进行转弯机动，因此需要通过改变方向舵的偏转角度以调整飞行器的滚转角，保证飞行器飞行的安全性。

滚转角阈值可以通过以下方法得到：

查询预设的数据库，获取滚转角阈值，其中，所述滚转角阈值为所述飞行器以侧滑着陆模式着陆时的滚转角。

侧滑着陆模式是指飞行器在存在侧风的情况下为了保证安全，进行的一种着陆模式，在这种模式下，飞行器同时使用副翼及方向舵补偿因为侧风而出现的飞行器偏差。

如果滚转角大于滚转角阈值，则说明飞行器在做转弯机动，需要对方向舵的角度进行调整。此时，电子设备可以根据生成的协调飞行指令控制方向舵偏转。

如果滚转角小于或者等于滚转角阈值，则说明此时飞行器没有进行滚转机动，或小的滚转角是由于外界风的干扰导致的，无需对方向舵的角度进行调整，因此电子设备不将协调飞行指令接入方向舵的控制部件中。

在一些实施例中，飞行器还可以通过飞行器的副翼偏度实现本申请实施例中的协调飞行控制方法。由于飞行器中飞行器控制部件的偏离位移与副翼偏度呈比例对应关系，例如偏离位移是-10°时，副翼偏度固定为a1，而偏离位移是15°时，副翼偏度固定为a2，因此电子设备还可以检测或者读取飞行器的副翼偏度以替代偏离位移，然后通过上文中的方法实现对方向舵的控制。

具体地，对于步骤201-步骤204，可以通过以下步骤(a)-步骤(b)实现：

(a)、响应对飞行器控制部件的操作，获取飞行器的副翼偏移；

(b)、根据副翼偏移，确定飞行器中方向舵的角度控制律；

(c)、根据角度控制律，生成协调飞行指令；

(d)、根据协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。

具体的过程可以参考步骤201-步骤204，需要说明的是，如果以副翼偏移替代偏离位移，则在执行步骤(1.21)-步骤(1.23)时需要的控制律增益不同，但是电子设备同样可以通过不同的空速增益对应关系确定副翼偏移与控制律增益的匹配关系，具体不进行赘述。

在一些实施例中，电子设备还可以首先判断是否有侧向来风，如果有侧向来风再执行获取角度控制律以及之后的步骤，以提高侧风导致飞行器产生滚转角时，飞行员压盘的操纵效率。参考图3，此时所述根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律之前，所述方法还包括：

301、通过机载飞行管理部件的输出，获取当前风向。

机载飞行管理部件是指飞行器中用于管理和检测飞行器工作环境和工作状态的部件。示例性地，机载飞行管理部件可以包含气流传感器。

气流传感器是用于检测气流相对飞行器流动方向的传感器。示例性地，气流传感器可以是攻角传感器(AOA，也叫迎角传感器)。

当前风向是以飞行器作为基准点检测到的方向。如果仅考虑由飞行器运动而和空气之间产生的相对运动，则飞行器沿水平面方向，朝正东运动时，检测到的当前风向为在水平面方向上朝正西。

302、通过机载惯性导航部件的输出，获取飞行器的航向。

机载惯性导航部件是指用于对飞行器进行惯性定位的部件。机载惯性导航部件可以包含机械陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、微机电陀螺等部件中的一种或多种。

303、根据所述航向和所述当前风向，判断是否有侧向来风。

电子设备根据航向可以确定当前飞行器的机头朝向，例如航向为沿水平面方向朝正东时，机头方向即为沿水平面方向朝正东。而当前风向表征了气流相对飞行器的流动方向，如果机头方向为沿水平面方向朝正东，而当前风向为沿水平面方向朝正北或者朝正南，则说明风会吹在飞行器的机身侧面，因此可以判定有侧向来风。

304、若有所述侧向来风，则执行根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律的步骤。

如果电子设备判定有侧向来风，则说明飞行器的飞行稳定性可能受到影响，此时电子设备可以继续后面的步骤，以确定角度控制律和对方向舵的调整角度。

此外，本申请还提供一种电子设备中控制律的架构，以实现本申请实施例中提供的协调飞行控制方法。参考图4，图4中是一种能够实现本申请实施例中提供的协调飞行控制方法的控制律架构。

该控制律架构包括滚转角限制器401、位移限制器402、判断逻辑模块403、指令限制器404和指令生成模块405。

滚转角限制器401和位移限制器402的作用已经在上文中说明，具体在此不进行赘述，滚转角限制器401和位移限制器402分别接受滚转角和偏离位移作为控制律架构的输入。

判断逻辑模块403用于根据飞行器控制部件的偏离位移选择合适的角度控制律以计算得到方向舵的调整角度，并且在角度控制律为根据滚转角计算方向舵的调整角度时，根据滚转角判断是否将协调飞行指令接入方向舵的控制部件。例如在偏离位移大于位移阈值时，根据偏离位移计算得到方向舵的调整角度，并将包含调整角度信息的协调飞行指令输入至指令限制器404中。又例如，在偏离位移小于或者等于位移阈值时，根据滚转角计算得到方向舵的调整角度，然后根据滚转角判断是否需要将包含调整角度信息的协调飞行指令接入至方向舵的控制部件中，得到判断结果后，将判断结果和协调飞行指令输入至指令限制器404中。

指令限制器404用于控制协调转弯功能发出的方向舵偏转指令的范围，以避免协调转弯功能的权限过大，对飞行员的脚蹬操作产生干扰。

指令生成模块405用于根据协调飞行指令和偏航阻尼器控制指令，生成用于控制方向舵的方向舵指令。

为了更好实施本申请实施例中协调飞行控制方法，在协调飞行控制方法基础之上，本申请实施例中还提供一种协调飞行控制装置，如图5所示，为本申请实施例中协调飞行控制装置的一个实施例结构示意图，该协调飞行控制装置500包括：

获取单元501，用于响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；

第一指令生成单元502，用于根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；

第二指令生成单元503，用于根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；

控制单元504，用于根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转。

在一种可能的实现方式中，第一指令生成单元502还用于：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度；

若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

在一种可能的实现方式中，第一指令生成单元502还用于：

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则获取所述飞行器的真实空速；

根据预设的第一空速增益对应关系，确定所述真实空速对应的第一控制律增益；

根据所述第一控制律增益和所述偏离位移，计算得到所述飞行器中方向舵的调整角度。

在一种可能的实现方式中，第一指令生成单元502还用于：

查询预设的数据库，获取所述飞行器控制部件的启动力对应的第一控制部件位移，以及所述飞行器转弯时所述飞行器控制部件的第二控制部件位移；

根据所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移之间的大小关系，从所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移中选择位移阈值。

在一种可能的实现方式中，协调飞行控制装置500还包括侧风干扰回避单元505，侧风干扰回避单元505用于：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若偏离位移小于或者等于预设的位移阈值，则将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比；

若所述滚转角大于所述滚转角阈值，则根据所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转的步骤。

在一种可能的实现方式中，侧风干扰回避单元505还用于：

查询预设的数据库，获取滚转角阈值，其中，所述滚转角阈值为所述飞行器以侧滑着陆模式着陆时的滚转角。

在一种可能的实现方式中，协调飞行控制装置500还包括风向确定单元506，风向确定单元506用于：

通过机载飞行管理部件的输出，获取当前风向；

通过机载惯性导航部件的输出，获取飞行器的航向；

根据所述航向和所述当前风向，判断是否有侧向来风；

若有所述侧向来风，则执行根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律的步骤。

具体实施时，以上各个单元可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

由于该协调飞行控制装置可以执行本申请任意实施例中协调飞行控制方法中的步骤，因此，可以实现本申请任意实施例中协调飞行控制方法所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。

此外，为了更好实施本申请实施例中协调飞行控制方法，在协调飞行控制方法基础之上，本申请实施例还提供一种电子设备，参阅图6，图6示出了本申请实施例电子设备的一种结构示意图，具体的，本申请实施例提供的电子设备包括处理器601，处理器601用于执行存储器602中存储的计算机程序时实现任意实施例中协调飞行控制方法的各步骤；或者，处理器601用于执行存储器602中存储的计算机程序时实现如图5对应实施例中各单元的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器602中，并由处理器601执行，以完成本申请实施例。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算机装置中的执行过程。

电子设备可包括，但不仅限于处理器601、存储器602。本领域技术人员可以理解，示意仅仅是电子设备的示例，并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，处理器601、存储器602、输入输出设备以及网络接入设备等通过总线相连。

处理器601可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字指令处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。

存储器602可用于存储计算机程序和/或模块，处理器601通过运行或执行存储在存储器602内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器602内的信息，实现计算机装置的各种功能。存储器602可主要包括存储程序区和存储信息区，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(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储信息区可存储根据电子设备的使用所创建的信息(比如音频信息、视频信息等)等。此外，存储器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，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的协调飞行控制装置、电子设备及其相应单元的具体工作过程，可以参考任意实施例中协调飞行控制方法的说明，具体在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。

为此，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请任意实施例中协调飞行控制方法中的步骤，具体操作可参考任意实施例中协调飞行控制方法的说明，在此不再赘述。

其中，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

由于该计算机可读存储介质中所存储的指令，可以执行本申请任意实施例中协调飞行控制方法中的步骤，因此，可以实现本申请任意实施例中协调飞行控制方法所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。

以上对本申请实施例所提供的一种协调飞行控制方法、装置、存储介质及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种飞行器的协调飞行控制方法，其特征在于，所述方法包括：

响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；

根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；

根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；

根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转；

其中，所述根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律，包括：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度；

若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

2.根据权利要求1所述的协调飞行控制方法，其特征在于，所述若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度，包括：

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则获取所述飞行器的真实空速；

根据预设的第一空速增益对应关系，确定所述真实空速对应的第一控制律增益；

根据所述第一控制律增益和所述偏离位移，计算得到所述飞行器中方向舵的调整角度。

3.根据权利要求1所述的协调飞行控制方法，其特征在于，所述将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比之前，所述方法还包括：

查询预设的数据库，获取所述飞行器控制部件的启动力对应的第一控制部件位移，以及所述飞行器转弯时所述飞行器控制部件的第二控制部件位移；

根据所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移之间的大小关系，从所述第一控制部件位移和所述第二控制部件位移中选择位移阈值。

4.根据权利要求1所述的协调飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转之前，所述方法还包括：

将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若偏离位移小于或者等于预设的位移阈值，则执行所述根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转的步骤；

所述根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转，包括：

将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比；

若所述滚转角大于所述滚转角阈值，则根据所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转的步骤。

5.根据权利要求4所述的协调飞行控制方法，其特征在于，所述将所述滚转角与预设的滚转角阈值进行对比之前，所述方法还包括：

查询预设的数据库，获取滚转角阈值，其中，所述滚转角阈值为所述飞行器以侧滑着陆模式着陆时的滚转角。

6.根据权利要求1-5任一项所述的协调飞行控制方法，其特征在于，所述根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律之前，所述方法还包括：

通过机载飞行管理部件的输出，获取当前风向；

通过机载惯性导航部件的输出，获取飞行器的航向；

根据所述航向和所述当前风向，判断是否有侧向来风；

若有所述侧向来风，则执行根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律的步骤。

7.一种协调飞行控制装置，其特征在于，所述协调飞行控制装置包括：

获取单元，用于响应对飞行器控制部件的操作，获取所述飞行器控制部件的偏离位移；

第一指令生成单元，用于根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的角度控制律；

第二指令生成单元，用于根据所述角度控制律，生成协调飞行指令；

控制单元，用于根据所述飞行器的滚转角和所述协调飞行指令，控制所述方向舵进行偏转；

所述第一指令生成单元还用于：将所述偏离位移与预设的位移阈值进行对比；

若所述偏离位移大于所述位移阈值，则根据所述偏离位移，确定所述飞行器中方向舵的调整角度；

若所述偏离位移小于或者等于所述位移阈值，则根据所述飞行器的滚转角确定所述飞行器中方向舵的调整角度。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至6任一项所述的协调飞行控制方法。

9.一种可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器进行加载，以执行权利要求1至6任一项所述的协调飞行控制方法中的步骤。

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