CN210983099U - 飞机的控制系统和飞机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了飞机的控制系统和飞机，控制系统包括：传感系统；三个舵控计算机，每个舵控计算机连接飞机的左副翼舵机、右升降舵机、右方向舵机、左升降舵机、右副翼舵机和左方向舵机中的两个，每个舵控计算机的连接对象互不相同，左副翼舵机和右副翼舵机连接的舵控计算机不同，左升降舵机和右升降舵机连接的舵控计算机不同，左方向舵机和右方向舵机连接的舵控计算机不同；飞行控制计算机，分别与指控设备、传感系统、第一舵控计算机、第二舵控计算机和第三舵控计算机相连。本实用新型可以避免一个舵控计算机失效后飞机丧失一个通道的操纵能力。

Description

飞机的控制系统和飞机

技术领域

本实用新型实施例涉及飞机技术领域，具体涉及飞机的控制系统和飞机。

背景技术

一个典型的电传飞控系统包括：飞控计算机、舵控计算机、舵机、传动机构、舵面以及传感器等。系统结构简图如图1所示，其中，飞行控制计算机接收(一般通过无线链路)指控设备给出的控制指令，并根据传感器采集到的状态信息来解算舵控指令。舵机控制计算机(下文简称舵控计算机)接收到飞行控制计算机的指令后，根据舵机位置和舵控指令，控制舵机驱动传动机构来带动舵面运动，用以改变飞机的运行状态(姿态和高度等)。

现有方案中，一般某一个舵控计算机控制某一组固定功能的舵机，例如：舵控计算机1控制副翼(可能有多对副翼)、舵控计算机2控制升降舵、舵控计算机3控制方向舵等。

图1中的系统即具体化成如图2所示的系统，这种布局对应在飞机上连接如如图3所示。由于副翼、方向舵和升降舵分别控制飞机三轴的转动，即滚转、偏航和俯仰运动，所以，对于图2中的系统结构，若某一个舵控计算机失效后，则飞机会丧失一个通道的操纵能力。例如副翼控制计算机失效后，飞机将会丧失滚转通道的操纵能力。即图2中的系统方案没有应对舵控计算机失效时的容错控制能力。

为了具有一定的容错能力，也有对于现有方案的改进，如图4所示加入冗余操纵面，但增加了系统复杂度，增加了成本，同时可能降低可靠性。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供飞机的控制系统和飞机，用以解决现有飞机一个舵控计算机失效时完全丧失一个通道的操纵能力的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例主要提供如下技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种飞机的控制系统，包括：传感系统，用于获取飞机的飞行状态数据；三个舵控计算机，每个舵控计算机连接所述飞机的左副翼舵机、右升降舵机、右方向舵机、左升降舵机、右副翼舵机和左方向舵机中的两个，每个舵控计算机的连接对象互不相同，所述左副翼舵机和所述右副翼舵机的连接对象不同，所述左升降舵机和所述右升降舵机的连接对象不同，所述左方向舵机和所述右方向舵机的连接对象不同；飞行控制计算机，分别与指控设备、所述传感系统、所述三个舵控计算机相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述三个舵控计算机包括：第一舵控计算机，用于连接所述左副翼舵机和所述右升降舵机；第二舵控计算机，用于连接所述右方向舵机和所述左升降舵机；第三舵控计算机，用于连接所述右副翼舵机和所述左方向舵机。

根据本实用新型的一个实施例，所述飞行状态数据包括飞机位置、飞行速度、飞行姿态数据和角速度。

根据本实用新型的一个实施例，所述飞机为无人机。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种飞机，包括第一方面所述的飞机的控制系统。

本实用新型实施例提供的技术方案至少具有如下优点：

本实用新型实施例提供的飞机的控制系统和飞机，同一个舵控计算机控制不同通道的舵机，可以避免一个舵控计算机失效后飞机丧失一个通道的操纵能力。

附图说明

图1为现有技术中电传飞控系统的结构框图。

图2为现有技术一个示例中电传飞控系统的结构框图。

图3为图2的舵控连接方式示意图。

图4为现有技术中具有冗余操纵面的电传飞控系统的结构框图。

图5为本实用新型一个示例中飞机的控制系统的结构框图。

图6为图5的控制原理图。

图7为图6的舵控交叉连接方式示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

在本实用新型的描述中，电传飞控系统是指使用电气连接代替传统飞行控制系统的机械杆系和传动机构，并将控制信号转化为电信号进行传输和控制的飞行控制系统。

在本实用新型的描述中，飞控计算机即飞行控制计算机。在飞控系统中，飞控计算机根据预先设置的任务或人工给出的指控指令，并根据传感器系统采集到的飞机当前状态，实时计算需要的舵控指令，并输出给舵机用来驱动飞机舵面运动。

在本实用新型的描述中，舵控计算机即舵机控制计算机，是指根据飞控计算机输出的舵控指令来控制相应舵机进行响应的机载设备。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”和“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”和“连接”应做广义理解，例如可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例的飞机的控制系统，包括传感系统、三个舵控计算机和飞行控制计算机。

其中，传感系统用于获取飞机的飞行状态数据。示例性地，飞行状态数据包括飞机位置、飞行速度、飞行姿态数据和角速度。

在三个舵控计算机中，每个舵控计算机连接所述飞机的左副翼舵机、右升降舵机、右方向舵机、左升降舵机、右副翼舵机和左方向舵机中的两个，每个舵控计算机的连接对象互不相同。

所述左副翼舵机和所述右副翼舵机的连接对象不同，即左副翼舵机和右副翼舵机不与同一个舵控计算机相连。

所述左升降舵机和所述右升降舵机的连接对象不同，即左升降舵机和所述右升降舵机不与同一个舵控计算机相连。

所述左方向舵机和所述右方向舵机的连接对象不同，即左方向舵机和所述右方向舵机不与同一个舵控计算机相连。

飞行控制计算机分别与指控设备、所述传感系统、所述三个舵控计算机相连。其中，飞行控制计算机与指控设备无线连接的进行通信。

图5为本实用新型一个示例中飞机的控制系统的结构框图，图6为图5的控制原理图。如图5和图6所示，在本示例中，包括第一舵控计算机(即图中的舵控计算机1)、包括第二舵控计算机(即图中的舵控计算机2)和第三舵控计算机(即图中的舵控计算机3)。

其中，舵控计算机1与左副翼舵机和所述右升降舵机连接。左副翼舵机通过相应的传动结构控制驱动左副翼，右升降舵机通过相应的传动结构控制驱动右升降舵。舵控计算机2与右方向舵机和所述左升降舵机连接。舵控计算机3与右副翼舵机和所述左方向舵机连接。

图7为对应图6的舵控交叉连接方式示意图。如图7所示，该连接方式无需进行舵面的冗余设置，所需硬件设备与图2一致，同时具有对于任一通道舵控计算机的容错能力，例如舵控计算机1失效后，仍然有右副翼可以控制滚转、左升降可以控制俯仰，不至于完全丧失某个通道的控制能力。同理，舵控计算机2或舵控计算机3中任意一个失效后也不会造成某一个通道的操纵能力丧失。所以，对于任一随机通道的舵控计算机失效故障具有容错能力。

在本实用新型的一个实施例中，飞机为无人机。

本实用新型实施例提供的飞机的控制系统，同一个舵控计算机控制不同通道的舵机，可以避免一个舵控计算机失效后飞机丧失一个通道的操纵能力。可以使一个通道只有一个控制舵面有效时还能具备足够的操纵效果。通道耦合抑制方法可以应对某一通道的单独舵面小角度随机扰动对其他通道的耦合影响。本实用新型还可以实现单独舵控计算机失效后的容错处理。

此外，本实用新型还提供一种飞机，包括上述的飞机的控制系统。

需要说明的是，本实用新型实施例的飞机的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本实用新型所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种飞机的控制系统，其特征在于，包括：

传感系统，用于获取飞机的飞行状态数据；

三个舵控计算机，每个舵控计算机连接所述飞机的左副翼舵机、右升降舵机、右方向舵机、左升降舵机、右副翼舵机和左方向舵机中的两个，每个舵控计算机的连接对象互不相同，所述左副翼舵机和所述右副翼舵机连接的舵控计算机不同，所述左升降舵机和所述右升降舵机连接的舵控计算机不同，所述左方向舵机和所述右方向舵机连接的舵控计算机不同；

飞行控制计算机，分别与指控设备、所述传感系统、所述三个舵控计算机相连。

2.根据权利要求1所述的飞机的控制系统，其特征在于，所述三个舵控计算机包括：

第一舵控计算机，用于连接所述左副翼舵机和所述右升降舵机；

第二舵控计算机，用于连接所述右方向舵机和所述左升降舵机；

第三舵控计算机，用于连接所述右副翼舵机和所述左方向舵机。

3.根据权利要求1所述的飞机的控制系统，其特征在于，所述飞行状态数据包括飞机位置、飞行速度、飞行姿态数据和角速度。

4.根据权利要求1所述的飞机的控制系统，其特征在于，所述飞机为无人机。

5.一种飞机，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的飞机的控制系统。

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