CN114056587A - 失速告警方法、失速告警装置、存储介质及飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种失速告警方法、失速告警装置、存储介质及飞行器。其中，所述方法包括：获取飞行器的第一参数集合；确定与第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与第一参考参数集合对应的第二参考参数集合；获取飞行器的第二参数集合，并将第二参数集合与第二参考参数集合相比较以确定飞行器当前的失速状态；根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。本发明所公开的技术方案能够更加精准地确认飞行器的失速状态，从而有利于提升飞行器的飞行性能。
Description
技术领域
本发明涉及飞行失速预警技术领域，尤其涉及一种失速告警方法、失速告警装置、存储介质及飞行器。
背景技术
飞行器失速是飞行器迎角超过临界迎角，机翼升力面出现严重的气流分离，导致飞行器升力骤然下降，阻力急剧增大的现象，具体表现为飞行器失去控制，自动进入滚转或飘摆状态，进而造成飞行器失事。为保证飞行安全，FAA(美国联邦航空管理局)于上世纪七十年代就规定飞行器失速告警系统为民用飞行器必须装备的设备。
近年来，随着电子集成技术的发展，微计算机的处理能力逐渐增强，逐渐开始将飞行器其他构型因素或外界因素的影响纳入考量，以期使用更为精细的算法进一步解放飞行器性能。
由于空气动力学的理论研究并不完善，对于飞行器性能参数的研究也多是基于试验数据或经验值，而由于飞行器实际运营的复杂性，有限次数的试飞数据拟合的结果并不能严格表征飞行器特性。特别地，为适应微计算机的工程使用，在简化计算过程和计算方法中，多使用线性插值作为主要拟合方式。而为了保障飞行器的安全，必然要考虑更大的安全余度，各类拟合算法也就进一步地偏向保守，从而限制了飞行器的性能。
发明内容
本发明实施例提供一种失速告警方法、失速告警装置、存储介质及飞行器，有效解决目前飞行器失速告警的计算过程采用的参数单一，导致其估算的阈值容差相对保守，从而限制飞行器的性能的问题。
根据本发明的一方面，提供一种失速告警方法，所述方法包括：获取所述飞行器的第一参数集合；确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合；获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态；根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。
进一步地，所述确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合包括：从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合；若所述失速特征数据库中存在与所述飞行器的第一参数集合相同或相似的目标第一参考参数集合，则基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
进一步地，所述获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态包括：基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势；将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”；否则，确定所述飞行器当前的失速状态为“未失速”。
进一步地，所述根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作包括：在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作；在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作；在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
进一步地，所述第一参数集合是所述飞行器的构型参数集合，所述第二参数集合是所述飞行器的当前飞行状态参数集合，所述第一参考参数集合是预设的标准构型参数集合，所述第二参考参数集合是预设的飞行状态失速告警特征值集合。
进一步地，所述获取所述飞行器的第一参数集合包括:通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述飞行器的所述构型参数集合。
进一步地，所述获取所述飞行器的第二参数集合包括：通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述第二参数集合。
进一步地，所述构型参数集合包括第一类构型特征参数和第二类构型特征参数，其中，所述第一类构型特征参数至少包括下列中的一个：副翼位置信息、襟缝翼位置信息、结冰构型信息，所述第二类构型特征参数至少包括下列中的一个：舵面信息和防除冰状态信息，所述当前飞行状态参数集合包括下列中的至少一个：飞行器迎角、飞行器空速、飞行器俯仰角、飞行器加速度、机组操作、风速。
进一步地，所述失速特征数据库包括下列数据中的至少一种：所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数；基于根据所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数建立的模型仿真推导出的特征参数；试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数。
进一步地，所述基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差包括：若所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为小于第三预设值；若所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异大于第四预设值，或者与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是仿真推导出的特征参数，或者所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致并且与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为大于第五预设值。
根据本发明的另一方面，提供一种失速告警装置，所述装置包括：参数集合确定单元，用于获取所述飞行器的第一参数集合，并确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合；失速状态判断单元，用于获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态；告警操作实施单元，用于根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。
进一步地，所述参数集合确定单元包括：参数集合查询单元，用于从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合；阈值容差确定单元，用于若所述失速特征数据库中存在与所述飞行器的第一参数集合相同或相似的目标第一参考参数集合，则基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
进一步地，所述失速状态判断单元包括：特征参数监测单元，用于基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势；特征参数对比单元，用于将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较以确定失速状态，其中：若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”；否则，确定所述飞行器当前的失速状态为“未失速”。
进一步地，所述根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作包括：在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作；在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作；在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
进一步地，所述第一参数集合是所述飞行器的构型参数集合，所述第二参数集合是所述飞行器的当前飞行状态参数集合，所述第一参考参数集合是预设的标准构型参数集合，所述第二参考参数集合是预设的飞行状态失速告警特征值集合。
进一步地，所述获取所述飞行器的第一参数集合包括:通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述飞行器的所述构型参数集合。
进一步地，所述获取所述飞行器的第二参数集合包括：通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述第二参数集合。
进一步地，所述构型参数集合包括第一类构型特征参数和第二类构型特征参数，其中，所述第一类构型特征参数至少包括下列中的一个：副翼位置、襟缝翼位置、结冰构型，所述第二类构型特征参数至少包括下列中的一个：舵面信息和防除冰状态，所述当前飞行状态参数集合包括下列中的至少一个：飞行器迎角、飞行器空速、飞行器俯仰角、飞行器加速度、机组操作、风速。
进一步地，所述失速特征数据库包括下列数据中的至少一种：
所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数；
基于根据所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数建立的模型仿真推导出的特征参数；
试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数。
进一步地，所述阈值容差确定单元以如下方式基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差：
若所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为小于第三预设值；
若所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异大于第四预设值，或者与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是仿真推导出的特征参数，或者所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致并且与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为大于第五预设值。
根据本发明的另一方面，提供一种存储介质，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前面所述的任一失速告警方法。
根据本发明的另一方面，提供一种飞行器，包括前面所述的任一失速告警装置。
本发明的优点在于，通过确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合，并基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差(即所述阈值容差由所述第一参数集合和所述第一参考参数集合的匹配程度决定)，能够显著提高飞行器失速状态判断的精准性，从而有利于提升飞行器的飞行性能。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例一提供的一种失速告警方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例二提供的一种失速告警方法的步骤流程图。
图3为本发明实施例三提供的一种失速告警装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
说明性的，飞行器在飞行期间的状态由许多因素确定。这些因素可以包括，例如但不限于，飞行器的速度、飞行器的大小、飞行器的形状、飞行器的机翼形状、飞行器的迎角和其他类型的因素。在某些情况下，飞行器的机动性能可以响应于飞行器在飞行期间的状态变化而改变。
例如，如果飞行器的迎角以导致飞行期间的飞行器产生的升力量减少的方式增加，则飞行器可能失速。如本文中使用的，“升力”是当空气流过飞行期间的飞行器时产生的力。该力直接对抗飞行器的重量并且将飞行器保持在空中。
对于不同类型的飞行器，飞行器产生的升力下降的特定迎角可能改变。飞行器会潜在地失速的迎角可能基于一些因素，例如但不限于，飞行器机翼的剖面、机翼的平台、机翼的宽高比和其他因素。进一步地，飞行器会潜在地失速的迎角对应于飞行器的特定速度。该速度可以称为“失速速度”。
现在参阅图1，图1为本发明实施例一提供的失速告警方法。所述方法包括：
步骤S110：获取所述飞行器的第一参数集合。
示例性地，通过设置于所述飞行器上的传感器获取第一参数集合，该第一参数集合为所述飞行器的构型参数集合。示例性地，飞行器的构型参数集合包括但不限于飞行器各舵面信息、飞行器机翼状态信息、飞行器结冰状态信息及防除冰状态信息。
步骤S120：确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合。
示例性地，所述确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合包括：从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合。需要说明的是，由于第一参数集合是由飞行器上的传感器获取，因此本文中“相似”参考范围为飞行器上的传感器获取某一信息时，该传感器自身的精度误差。例如某一信息在第一参考参数集合的数值为10，通过传感器获取该信息时的数值为10.1，而该传感器的使用手册或使用说明中表示该传感器精度误差为±0.5，进而“相似”参考范围为9.5-10.5，传感器获取该信息时的数值为10.1则认为是“相似”。
示例性地，若所述失速特征数据库中存在与所述飞行器的第一参数集合相同或相似的目标第一参考参数集合，则基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
步骤S130：获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态。
示例性地，基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势，将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较。
进一步地，确定飞行器当前的失速状态，包括：若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”；否则，确定所述飞行器当前的失速状态为“未失速”。
步骤S140：根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。
示例性地，操作人员能够在接收告警操作后利用飞机器执行更多的机动飞行，从而保证飞行器的正常飞行。具体地，失速告警操作包括：在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作。在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作。在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
实施例一通过确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合，并基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。所述阈值容差由所述第一参数集合和所述第一参考参数集合的匹配程度决定，因而失速状态所对应的阈值更加精准，有利于提升飞行器飞行的性能。
图2为本发明实施例二提供的失速告警方法。所述方法包括：
步骤S210：通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述飞行器的第一参数集合。
示例性地，所述第一参数集合是构型参数集合，所述构型参数集合包括第一类构型特征参数和第二类构型特征参数，其中，所述第一类构型特征参数至少包括下列中的一个：副翼位置信息、襟缝翼位置信息、结冰构型信息，所述第二类构型特征参数至少包括下列中的一个：舵面信息和防除冰状态信息。
需要说明的是，本文中的“至少一个”，当其与一系列项使用时，是指可以使用一个或多个所列项的不同组合，并且可以需要列表中每个项的仅一个。例如，“项A、项B和项C中的至少一个”可以包括但不限于，项A或项A和项B。该示例还可以包括项A、项B和项C，或项B和项C。在其他示例中，“至少一个”可以是例如但不限于，两个项A、一个项B和十个项C、四个项B和七个项C、或某些其他合适的组合。
步骤S220：从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合。
示例性地，所述失速特征数据库包括下列数据中的至少一种：所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数、基于根据所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数建立的模型仿真推导出的特征参数和试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数。其中所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数，与试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数相比，前者的重要程度低于后者的重要程度。
步骤S230：通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述飞行器的第二参数集合。
示例性地，所述第二参数集合是所述飞行器的当前飞行状态参数集合，所述第一参考参数集合是预设的标准构型参数集合，所述第二参考参数集合是预设的飞行状态失速告警特征值集合。进一步地，所述当前飞行状态参数集合包括下列中的至少一个：飞行器迎角、飞行器空速、飞行器俯仰角、飞行器加速度、机组操作、风速。本实施例中，飞行器当前的失速状态的判断主要参考第二参数集合中的飞行器迎角、飞行器空速。在计算第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差时主要针对飞行器迎角、飞行器空速。因此，在本文中将飞行器迎角、飞行器空速作为主要参考参数。
步骤S240：基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
示例性地，若所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为小于第三预设值。
若所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异大于第四预设值，或者与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是仿真推导出的特征参数，或者所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致并且与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为大于第五预设值。
其中所述第五预设值大于第三预设值，也就是说当所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致时，所获得失速告警特征值的置信度越高，从而可以更精准的设置失速告警特征值的阈值容差，提高飞行器飞行性能。
步骤S250：基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势，并将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较以确定所述飞行器当前的失速状态。
示例性地，若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”。
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”。
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”。
需要说明的是，在飞行器飞行过程中所述第二参数集合中的特征参数值实时变化，当主要参考参数的参数值远离所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值，此时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”。同样的，当主要参考参数的参数值接近所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值时，所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”。
步骤S260：根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。
操作人员能够在接收告警操作后利用飞机器执行更多的机动飞行，从而保证飞行器的正常飞行。具体地，失速告警操作包括：在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作。在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作。在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
实施例二通过确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合，并基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。所述阈值容差由所述第一参数集合和所述第一参考参数集合的匹配程度决定，因而失速状态所对应的阈值更加精准，有利于提升飞行器飞行的性能。
图3为本发明实施例三提供的失速告警装置结构示意图，所述装置包括：参数集合确定单元10、失速状态判断单元20及告警操作实施单元30。
参数集合确定单元10用于获取所述飞行器的第一参数集合，并确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合。
失速状态判断单元20用于获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态。
告警操作实施单元30用于根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。示例性地，操作人员能够在接收告警操作后利用飞机器执行更多的机动飞行，从而保证飞行器的正常飞行。
进一步地，所述参数集合确定单元10包括：参数集合查询单元11和阈值容差确定单元12。
参数集合查询单元11用于从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合。
示例性地，所述失速特征数据库包括下列数据中的至少一种：所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数、基于根据所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数建立的模型仿真推导出的特征参数和试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数。其中所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数，与试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数相比，前者的重要程度低于后者的重要程度。
阈值容差确定单元12用于若所述失速特征数据库中存在与所述飞行器的第一参数集合相同或相似的目标第一参考参数集合，则基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
示例性地，所述第一参数集合是所述飞行器的构型参数集合，所述第二参数集合是所述飞行器的当前飞行状态参数集合，所述第一参考参数集合是预设的标准构型参数集合，所述第二参考参数集合是预设的飞行状态失速告警特征值集合。
所述构型参数集合包括第一类构型特征参数和第二类构型特征参数，其中，所述第一类构型特征参数至少包括下列中的一个：副翼位置、襟缝翼位置、结冰构型，所述第二类构型特征参数至少包括下列中的一个：舵面信息和防除冰状态，所述当前飞行状态参数集合包括下列中的至少一个：飞行器迎角、飞行器空速、飞行器俯仰角、飞行器加速度、机组操作、风速。
示例性地，所述阈值容差确定单元12以如下方式确定阈值容差：若所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为小于第三预设值；若所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异大于第四预设值，或者与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是仿真推导出的特征参数，或者所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致并且与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为大于第五预设值。
其中，所述第五预设值大于第三预设值，也就是说当所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致时，所获得失速告警特征值的置信度越高，从而可以更精准的设置失速告警特征值的阈值容差，提高飞行器飞行性能。
进一步地，所述失速状态判断单元20包括：特征参数监测单元21、特征参数对比单元22。
特征参数监测单元21用于基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势。
特征参数对比单元22用于将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较以确定所述飞行器当前的失速状态。具体地，所述特征参数对比单元22以如下方式确定所述飞行器当前的失速状态：若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”；若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”；否则，确定所述飞行器当前的失速状态为“未失速”。
示例性地，所述失速告警操作包括：在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作、在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作和在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
实施例三通过确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合，并基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。所述阈值容差由所述第一参数集合和所述第一参考参数集合的匹配程度决定，因而失速状态所对应的阈值更加精准，有利于提升飞行器飞行的性能。
另外，本发明还提供一种存储介质，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前面所描述的任一失速告警方法。
本发明还提供一种飞行器，其包括前面所描述的任一失速告警装置。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (22)
1.一种失速告警方法，用于飞行器，其特征在于，所述方法包括：
获取所述飞行器的第一参数集合；
确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合；
获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态；
根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。
2.根据权利要求1所述的失速告警方法，其特征在于，所述确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合包括：
从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合；
若所述失速特征数据库中存在与所述飞行器的第一参数集合相同或相似的目标第一参考参数集合，则基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
3.根据权利要求2所述的失速告警方法，其特征在于，所述获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态包括：
基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势；
将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较；
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”；
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”；
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”；
否则，确定所述飞行器当前的失速状态为“未失速”。
4.根据权利要求3所述的失速告警方法，其特征在于，所述根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作包括：
在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作；
在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作；
在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的失速告警方法，其特征在于，所述第一参数集合是所述飞行器的构型参数集合，所述第二参数集合是所述飞行器的当前飞行状态参数集合，所述第一参考参数集合是预设的标准构型参数集合，所述第二参考参数集合是预设的飞行状态失速告警特征值集合。
6.根据权利要求5所述的失速告警方法，其特征在于，所述获取所述飞行器的第一参数集合包括:
通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述飞行器的所述构型参数集合。
7.根据权利要求6所述的失速告警方法，其特征在于，所述获取所述飞行器的第二参数集合包括：
通过设置于所述飞行器上的传感器获取所述第二参数集合。
8.根据权利要求5所述的失速告警方法，其特征在于，所述构型参数集合包括第一类构型特征参数和第二类构型特征参数，其中，所述第一类构型特征参数至少包括下列中的一个：副翼位置信息、襟缝翼位置信息、结冰构型信息，所述第二类构型特征参数至少包括下列中的一个：舵面信息和防除冰状态信息，所述当前飞行状态参数集合包括下列中的至少一个：飞行器迎角、飞行器空速、飞行器俯仰角、飞行器加速度、机组操作、风速。
9.根据权利要求8所述的失速告警方法，其特征在于，所述失速特征数据库包括下列数据中的至少一种：
所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数；
基于根据所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数建立的模型仿真推导出的特征参数；
试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数。
10.根据权利要求9所述的失速告警方法，其特征在于，所述基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差包括：
若所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为小于第三预设值；
若所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异大于第四预设值，或者与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是仿真推导出的特征参数，或者所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致并且与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为大于第五预设值。
11.一种失速告警装置，用于飞行器，其特征在于，所述装置包括：
参数集合确定单元，用于获取所述飞行器的第一参数集合，并确定与所述第一参数集合相关联的第一参考参数集合以及与所述第一参考参数集合对应的第二参考参数集合；
失速状态判断单元，用于获取所述飞行器的第二参数集合，并将所述第二参数集合与所述第二参考参数集合相比较以确定所述飞行器当前的失速状态；
告警操作实施单元，用于根据所确定的失速状态实施对应的失速告警操作。
12.根据权利要求11所述的失速告警装置，其特征在于，所述参数集合确定单元包括：
参数集合查询单元，用于从所述飞行器携载的失速特征数据库中查询与所述第一参数集合相同或相似的第一参考参数集合；
阈值容差确定单元，用于若所述失速特征数据库中存在与所述飞行器的第一参数集合相同或相似的目标第一参考参数集合，则基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差。
13.根据权利要求12所述的失速告警装置，其特征在于，所述失速状态判断单元包括：
特征参数监测单元，用于基于与所述第二参数集合中的特征参数值对应的历史特征参数值以及当前特征参数值预测所述第二参数集合中的特征参数值的变化趋势；
特征参数对比单元，用于将所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值相比较以确定失速状态，其中：
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差并且该差异大于第一预设值，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“远离失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”；
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的差异已达对应的阈值容差，同时所述第二参数集合中的特征参数值的预测变化趋势为“接近失速状态”，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”；
若所述第二参数集合中的特征参数值与对应的所述目标第二参考参数集合中的失速告警特征值一致或者两者的差异已达对应的阈值容差并且该差异小于第二预设值，则确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”；
否则，确定所述飞行器当前的失速状态为“未失速”。
14.根据权利要求13所述的失速告警装置，其特征在于，所述失速告警操作包括：
在确定所述飞行器当前的失速状态为“第一级近失速”的情况下，实施失速提示告警操作；
在确定所述飞行器当前的失速状态为“第二级近失速”的情况下，实施失速警示告警操作；
在确定所述飞行器当前的失速状态为“第三级近失速”的情况下，实施失速紧急告警操作。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的失速告警装置，其特征在于，所述第一参数集合是所述飞行器的构型参数集合，所述第二参数集合是所述飞行器的当前飞行状态参数集合，所述第一参考参数集合是预设的标准构型参数集合，所述第二参考参数集合是预设的飞行状态失速告警特征值集合。
16.根据权利要求15所述的失速告警装置，其特征在于，所述飞行器的所述构型参数集合通过设置于所述飞行器上的传感器获取。
17.根据权利要求16所述的失速告警装置，其特征在于，所述第二参数集合通过设置于所述飞行器上的传感器获取。
18.根据权利要求17所述的失速告警装置，其特征在于，所述构型参数集合包括第一类构型特征参数和第二类构型特征参数，其中，所述第一类构型特征参数至少包括下列中的一个：副翼位置、襟缝翼位置、结冰构型，所述第二类构型特征参数至少包括下列中的一个：舵面信息和防除冰状态，所述当前飞行状态参数集合包括下列中的至少一个：飞行器迎角、飞行器空速、飞行器俯仰角、飞行器加速度、机组操作、风速。
19.根据权利要求18所述的失速告警装置，其特征在于，所述失速特征数据库包括下列数据中的至少一种：
所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数；
基于根据所述飞行器或与其相同类型的飞行器实际飞行中的实测特征参数建立的模型仿真推导出的特征参数；
试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数。
20.根据权利要求19所述的失速告警装置，其特征在于，所述阈值容差确定单元以如下方式基于所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异确定与所述目标第一参考参数集合对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差：
若所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为小于第三预设值；
若所述第一参数集合中的特征参数值与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值的差异大于第四预设值，或者与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是仿真推导出的特征参数，或者所述第一参数集合中的第一类构型特征参数与所述目标第一参考参数集合中对应的特征参数值一致并且与所述第一参数集合中的特征参数值对应的所述目标第一参考参数集合中的特征参数值是试飞员或飞行器设计人员确认的失速告警特征参数，则将对应的目标第二参考参数集合中的失速告警特征值的阈值容差设置为大于第五预设值。
21.一种存储介质，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10中任一项所述的失速告警方法。
22.一种飞行器，其特征在于，包括权利要求11-20中任一项所述的失速告警装置。
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