JP2019189217A - 複合航空機のピッチ及びスラスト制御 - Google Patents

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Abstract

【課題】推進器トリム予測回路及び出力回路を含む制御回路を提供する。【解決手段】制御回路（130）が、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて航空機（100）の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するように構成された推進器トリム予測回路を含む。制御回路（130）は、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンドを出力するように構成された出力回路をさらに含む。推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは、航空機（100）の推進器（112、114）のブレードピッチ角の調整を引き起こすように構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、概して航空機のピッチトリム制御及びスラストトリム制御に関する。
従来の回転翼機（例えば、ヘリコプター）は、操縦のためにかなりのパイロットスキルと作業負荷を必要とする。そのため、回転翼機のオペレータは、パイロットの訓練と熟練度に多大な資金を費やしている。複合航空機（例えば、複合ヘリコプター）、チルトローター航空機、及びジャンプジェットなどの高速垂直離着陸（VTOL）航空機は、パイロットにとって最も複雑な航空機の1つであり、広範な訓練を必要とする。
そのような高速VTOL航空機は、一般に、パイロットが5つの制御入力を同時に使用して2つの出力状態（例えば、対気速度及び上昇速度）を制御（間接制御）することを必要とする。例えば、チルトローター航空機は、ピッチモーメントを制御するための第1の入力と、ヨーモーメントを制御するための第2の入力と、ロールモーメントを制御するための第3の入力と、プロップロータースラストを制御するための第4の入力と、プロップローターシャフト向きを制御するための第5の入力とを含む。パイロットは航空機を操縦するためにこれらの制御のすべてを同時に調整しなければならない場合がある。さらに、そのような複合航空機は、直感的ではない特定の状態に対する複数のトリム解決策を含み得、すなわち、所望の状態を達成するためにモーメントとスラストとのバランスをとるために複数の解決策が存在し得る。例えば、特定のトリム解決策は燃料の燃焼を増加又は最小化することができ、他のトリム解決策は騒音を減少又は最小化することができ、さらに別のトリム解決策は機敏性を増加又は最大化することができる。したがって、従来の制御では、パイロットは任務が要求するように航空機を容易に再構成することができない。
特定の実装形態では、制御回路は、推進器トリム予測回路及び出力回路を含む。推進器トリム予測回路は、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて航空機の予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するように構成される。出力回路は、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンドを出力するように構成される。推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは、航空機の推進器の集合体ブレードピッチ角の調整を引き起こすように構成される。
別の特定の実装形態では、制御回路は、推進器トリム予測回路及び出力回路を含む。推進器トリム予測回路は、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて予測されるプロップローターのナセルトリム値を生成するように構成される。出力回路は、予測されるプロップローターのナセルトリム値に基づいてプロップローターナセルコマンドを出力するように構成される。プロップローターナセルコマンドは、航空機のプロップローターのナセル角の調整を引き起こすように構成される。
別の特定の実装形態では、制御回路はピッチ姿勢トリム予測回路及び出力回路を含む。ピッチ姿勢トリム予測回路は、航空機速度及び航空機のピッチ姿勢に基づいて航空機の予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するように構成される。出力回路は、予測されるピッチ姿勢トリム値及びピッチ制御インセプタからのパイロット入力信号に基づいて航空機のピッチ姿勢トリムコマンドを出力するように構成される。航空機のピッチ姿勢トリムコマンドは、航空機のピッチ角の調整を引き起こすように構成される。
特定の実装形態では、推進器トリム制御回路は、航空機の重力補償された長手方向加速度をフィルタリングして、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度を生成する第1のフィルタを含む。推進器トリム制御回路はまた、航空機のスピードに基づいて航空機のフィルタリングされたスピードを生成する第2のフィルタを含む。推進器トリム制御回路は、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度及びフィルタリングされたスピードに基づいて、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差を生成する中間回路を含む。推進器トリム制御回路はまた、長手方向スラストエフェクタコマンド値に基づいてフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値を生成する第3のフィルタを含む。推進器トリム制御回路は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差及びフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値に基づいて目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値を生成する出力回路をさらに含む。予測される長手方向スラストエフェクタトリム値は、航空機の長手方向スラストエフェクタを調整させるように構成される。
特定の実装形態では、ピッチトリム予測回路は、航空機の垂直速度の成分に基づいてフィルタリングされた速度を生成する第1のフィルタを含む。ピッチトリム予測回路はまた、航空機の測定されたピッチ姿勢に基づいてフィルタリングされたピッチ姿勢を生成する第2のフィルタを含む。ピッチトリム予測回路は、航空機の水平速度、フィルタリングされた速度、及びフィルタリングされたピッチ姿勢に基づいて目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値を生成する出力回路をさらに含む。予測されるピッチ姿勢トリム値は、飛行制御エフェクタを調整させるように構成される。
特定の実装形態では、航空機を制御する方法は、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて航空機の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するステップを含む。方法は、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて航空機の推進器の推進器集合体ブレードピッチ角を調整するステップをさらに含む。
特定の実装形態では、航空機を制御する方法は、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて航空機の目標状態に対する予測されるプロップローターのナセルトリム値を生成するステップを含む。この方法は、予測されるプロップローターのナセルトリム値に基づいて航空機のプロップローターのナセル角を調整するステップをさらに含む。
別の特定の実装形態では、航空機を制御する方法は、航空機速度及び航空機のピッチ姿勢に基づいて航空機の目標状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するステップを含む。方法はまた、予測されるピッチ姿勢トリム値及びピッチ制御インセプタからのパイロット入力信号に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンドを調整するステップを含む。
別の特定の実装形態では、航空機を制御する方法は、航空機の垂直速度及び航空機の水平速度を受け取るステップを含む。方法はまた、フィルタリングされた垂直速度を生成するために航空機の垂直速度の成分をフィルタリングするステップを含む。この方法は、フィルタリングされたピッチ姿勢を生成するために航空機の測定されたピッチ姿勢をフィルタリングするステップを含む。方法はまた、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値と、水平速度、フィルタリングされた垂直速度、及びフィルタリングされたピッチ姿勢に基づいて生成された予測されるピッチ姿勢トリム値とを生成するステップを含む。方法は、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて飛行制御エフェクタを調整するステップをさらに含む。
別の特定の実装形態では、航空機を制御する方法は、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度を生成するために、航空機の重力補償された長手方向加速度をフィルタリングするステップを含む。方法はまた、航空機のフィルタリングされたスピードを生成するために航空機のスピードをフィルタリングするステップを含む。方法は、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度及びフィルタリングされたスピードに基づいて、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差を生成するステップを含む。方法はまた、フィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値を生成するために、長手方向スラストエフェクタコマンド値をフィルタリングするステップを含む。方法は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差及びフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値に基づいて、目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値を生成するステップを含む。方法は、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値に基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタを調整するステップをさらに含む。
ピッチトリム予測、推進器トリム予測、又はその両方を使用することによって、航空機の飛行制御面及びスラストエフェクタをより少ないパイロット入力で制御し、より最適化された又は強化された飛行動作を生み出すことができる。したがって、パイロット要求及び作業負荷が減少し、それがトレーニングの減少、パイロット誤差の減少、及びパイロット満足度の増加につながる可能性がある。さらに、ピッチトリム予測、推進器トリム予測、又はその両方を使用することによって、航空機の効率及び／又は運用能力が向上する。
制御システムを含む航空機の一例を示すブロック図である。 複合ヘリコプターの制御を説明する図である。 複合ヘリコプターの制御を説明する別の図である。 複合ヘリコプターの制御を説明するさらに別の図である。 複合ヘリコプターの制御を説明するさらに別の図である。 チルトローター航空機の制御を説明する図である。 チルトローター航空機の制御を説明する別の図である。 チルトローター航空機の制御を説明するさらに別の図である。 チルトローター航空機の制御を説明するさらに別の図である。 図1の制御回路の一例を示す回路図である。 図1の制御回路の別の例を示す回路図である。 図1の制御回路の別の例を示す回路図である。 ピッチトリム予測回路の一例を示す回路図である。 ピッチトリム予測回路の別の例を示す回路図である。 ピッチコマンドモデルの一例を示す回路図である。 スピード選択回路の一例を示す回路図である。 加速度コマンド回路の一例を示す回路図である。 加速度コントローラーの一例を示す回路図である。 推進器トリム予測回路の一例を示す回路図である。 推進器制限回路の一例を示す回路図である。 航空機を制御するための方法の一例のフローチャートである。 航空機を制御するための方法の別の例のフローチャートである。 航空機を制御するための方法の一例のフローチャートである。 航空機を制御するための方法の一例のフローチャートである。 航空機を制御する方法の一例のフローチャートである。 航空機を制御する方法の一例のフローチャートである。 制御回路製造システムを動作させる方法の一例のフローチャートである。 制御回路を含むビークルの一例を示すブロック図である。
本明細書に開示される実装形態は、ピッチトリム予測回路、推進器トリム予測回路、又はその両方を有する複合航空機のための制御回路を含む。そのような制御回路は、より少ないパイロット入力（又はオートパイロット入力）で複合航空機のより効率的な制御及び性能の改善を可能にする。ピッチトリム予測回路は、自動航空機（例えば、胴体）ピッチ制御及び自動メインローター集合体制御を提供する。ピッチトリム予測回路を使用すると、複合航空機のパイロットは（重力増幅器を使って）低速レジームではヘリコプターのように飛行し、高速レジームでは飛行機のように飛行する。さらに、高速レジームでは、垂直加速度がゼロに維持され、上昇速度が所望の値に維持されるように、航空機のピッチトリムが自動的に制御され（例えば、追加のパイロット制御入力とは無関係に）、上昇／下降速度の望ましい値は、ゼロ又はゼロ以外であり得る。高速飛行中の後方サイクリック制御圧力（例えば、サイクリックインセプタを後方に移動させる）は、対気速度を一定に保ちかつ上昇速度を最大にするために自動メインローター及びプロペラピッチ制御を用いてピッチ速度及び上昇速度を命令する。同様に、高速飛行中のインセプタ（例えば、加速度サムホイール）への前方圧力は、（例えば、プロペラの集合体ブレードのピッチの増大による）長手方向スラストの増大による対気速度の増大を命令する一方で、メインローター集合体及び航空機ピッチ姿勢が所望の上昇率又は下降率を維持するように自動的に制御され、所望の上昇率又は下降率は、ゼロ又はゼロ以外であり得る。
推進器トリム予測回路（例えば、長手方向スラストトリム予測回路）は、命令された推進器の値（例えば、プロペラ集合体ブレードのピッチ）、慣性センサデータ、及び動的反転制御を使用して、ゼロ加速度（スピード又はvドットの変化率）に対する推進器の変数を計算する。推進器の変数は、パイロットインセプタ入力に基づいてコマンド加速度に調整されることができ、それによって任意のパイロットインセプタに結合することができ、異なる飛行レジーム及び任務タスクに基づいて調整することができる柔軟な内側ループコントローラーを提供する。制御回路は、プロペラトルク制限、プロペラピッチ角制限、プロペラピッチアクチュエーターレート制限、プロペラ失速、及びプロペラ逆トルクによってもたらされる非線形特性を克服し、ゼロトルク近くの非線形プロペラ応答を克服する。
制御回路は、（例えば、積分フィードバックを使用することによって引き起こされる積分器のワインドアップからの）オーバーシュートを示す従来の解決策と比較して、対気速度選択性能の向上を可能にする。例えば、パイロットが状態を変更するか又は現在の状態のために新しい値を選択すると、従来の制御回路は航空機に所望の値をオーバーシュートさせ、次に所望の値に落ち着く前に所望の値をアンダーシュートさせる。この間、パイロットはオーバーシュート又はアンダーシュートを修正しようとすることが多く、これは航空機が所望の値を達成し維持するまでの遅延をさらに悪化させる。加えて、制御回路はまた、外部負荷、外部ストア、着陸装置の配置などによって引き起こされる外乱及び抗力の変化に対してより堅牢である。
複合航空機のための従来の制御回路と比較して、パイロットは、飛行経路制御に関連する2つの出力状態に影響を及ぼす3つ以上の中間状態ではなく、2つの出力状態を直接命令する。制御回路では、パイロットは高速飛行中に第5の制御入力（例えば、集合体スティック）を制御する必要がない。これは、2つ（又は4つ）の航空機状態を制御するための4つの制御入力を含むように制御戦略を縮小する。同様に、低速飛行においてヘリコプターのような操縦品質を維持するために、パイロットは特定のインセプタ（例えば、加速度サムホイール）を制御する必要はなく、代わりに従来のヘリコプターのように長手方向のサイクリックスティック入力を介して長手方向加速度を命令する。完全な航空機の能力を保持するために、いくつかの実装形態において、第5の制御入力は両方のモードでパイロットに利用可能である。しかしながら、5つの制御入力すべてを同時に作動させることは、所望の飛行軌道を達成するために必要とされない。例えば、この能力が望まれる特定の場合について、水平加速度、水平上昇、及び定速のトリムピッチ姿勢調整を命令するために追加の入力がパイロットに提供される。これらの例では、制御回路は、所望の応答を達成するために制御入力を調整することに関連する作業負荷を軽減する。さらに、従来の複合航空機では、対気速度保持は、必要に応じてパイロットが交信する別個のモードであり、対気速度保持モードは主飛行制御システムの一部ではない（すなわち、1つ又は複数の条件に基づいて制御回路が自動的に連動しない）。したがって、ピッチトリム予測、推進器トリム予測、又はその両方を備えた制御回路を使用することによって、パイロットの作業負荷が減少し、航空機の効率が向上し、性能及び／又は能力が向上する。
図1は、推進システム102と制御システム104とを含む航空機100の一例のブロック図を示している。制御システム104は、航空機100の推進システム102及び制御面128を制御するように構成される。制御システム104は入力（例えば、パイロット又はオートパイロット入力）を受け取り、制御システム104はその入力に基づいて航空機100の出力状態を制御（例えば直接制御）する。航空機100は、複合ヘリコプター、垂直離着陸（VTOL）航空機、チルトローター航空機などの複合航空機を含むか又はそれに対応することができる。航空機100は有人でも自律的でもよい。
推進システム102は、第1の推進器112、第2の推進器114、及び1つ又は複数の推進器アクチュエーター116を含む。図1には2つの推進器112、114が示されているが、他の実装形態では、推進システム102は1つ又は複数の追加の推進器を含む。推進システム102の推進器112、114は、異なる種類の推進器を含むことができる。例えば、第1の実装形態では、第1の推進器112は航空機100のメインローター（例えば、垂直推進器）を含むか又はそれに対応し、第2の推進器114は航空機100のプロペラ（例えば、長手方向スラスタ又は推進器）に対応する。あるいは、第2の推進器114は、ダクテッドファン、二重反転ファン、ターボジェットエンジン、ターボファンエンジン、ロケットなどの他の種類の長手方向スラスタを含むか又はそれに対応することができる。他の実装形態では、第1及び第2の推進器112、114は同じタイプの推進器である。例えば、航空機100はチルトローター航空機であり、第1及び第2の推進器112、114は航空機100のプロップローターに対応する。
1つ又は複数の推進器アクチュエーター116は、1つ又は複数の推進器112、114に結合され、推進システム102の1つ又は複数の推進器112、114を調整するように構成される。例えば、第1の推進器アクチュエーターは、第1の推進器112のプロペラブレードの集合体ブレードピッチ角を調整するように構成される。別の例として、第1の推進器アクチュエーターは、第1の推進器112のナセル角（又はナセル角の変化率）を調整するように構成される。
制御システム104は、少なくとも1つのインセプタデバイス122、全デジタル電子式エンジン制御装置（FADEC）124、飛行制御コンピューター（FCC）126、複数の制御面128、制御回路130、及びセンサ132を含む。インセプタデバイス122は、航空機100の様々な構成要素を制御するように構成される。インセプタデバイス122は、航空機100の特定の構成要素又は複数の構成要素をそれぞれ制御するように構成された1つ又は複数のインセプタ142、144を含む。図1に示すように、インセプタデバイス122は、第1のインセプタ142及び第2のインセプタ144を含む。例示的な例として、インセプタデバイス122は、複数の軸線（例えば、第1及び第2のインセプタ、各軸線に1つ）で動くことができかつサムホイール（例えば、第3のインセプタ）を含む、サイクリックスティックを含むか又は対応する。他のインセプタデバイスは、フットペダル及び集合体スティック（例えば、第4及び第5のインセプタ）を含む。
FADEC124は、インセプタデバイス122、FCC126、又はそれらの組み合わせからの信号に応答して推進システム102を制御するように構成される。例えば、インセプタデバイス122からの信号は、FCC126を介してルーティングされ、そしてFCC126によって処理され得る。他の実装形態では、制御システム104はFADEC124を含まない。FCC126は航空機100の動作を制御するように構成される。FCCは、航空機100の1つ又は複数の構成要素から信号を受け取り、その信号を処理し、航空機100の1つ又は複数の構成要素にコマンドを出力するように構成される。
複数の制御面128は、FCC126からの信号に応答して飛行中の航空機100を調整するように構成される。複数の制御面128は、エレベータ、補助翼（例えば、フラッペロン）、方向舵、フラップなどを含むか又はそれに対応し得る。そのような制御面は、一般に、高速飛行（例えば、航空機モード）で使用されており、低速飛行（例えば、ヘリコプターモード）での影響が少ない。
制御回路130は、航空機ピッチ姿勢トリム値（予測されるピッチ姿勢トリム値）及び推進器トリム値（予測される推進器トリム値）を予測するように構成される。予測されるピッチ姿勢トリム値は、航空機100を特定の状態（例えば、対気速度保持、高度保持、垂直速度保持、加速度保持など）にトリミングするために使用される航空機100の推定ピッチ姿勢を表す。例えば、推定ピッチ姿勢値を使用して、特定の制御面128に航空機100のピッチ姿勢を調整させて航空機100を特定の状態にトリミングさせる特定の制御面128の設定を決定することができる。予測される推進器トリム値は、航空機100を特定の状態にトリミングするために使用される1つ又は複数の推進器112、114の推定される推進器の値（例えば、集合体ブレードのピッチ、ナセル角、ナセル角レート、ノズルサイズ、ノズル方向、燃料流量などの推定値）を表す。例えば、推定される推進器の値は、推進器に特定の大きさ及び／又はスラスト方向を発生させて航空機100を特定の状態にトリミングさせるように構成される。制御回路130は、FADEC124に含まれるFCC126に含まれてもよく、又はFADEC124及び／若しくはFCC126から分離されてもよい。
センサ132は、航空機100に関するセンサデータを生成するように構成される。例えば、センサ132は、ピトー静圧管、加速度計、ジャイロスコープなどのうちの1つ又は複数を含む。センサは、速度、加速度、姿勢高度などを示すセンサデータを出力する。センサ132はセンサデータをFCC126に出力する。
第1の飛行レジーム（例えば、スピード閾値未満のスピード）で複合ヘリコプター（特定の航空機100）の動作中に、パイロット（又はオートパイロット）は従来のヘリコプターと同様に航空機100を制御する。例えば、パイロットは、航空機100を飛行させるために集合体デバイス及びインセプタデバイス122（例えば、サイクリック）を使用する。説明すると、パイロットは、第1の推進器112（例えば、メインローター）における集合体ブレードピッチ角の増大を命令することによって垂直速度を増大させるために集合体を使用することができ、そしてパイロットはインセプタデバイス122（例えば、サイクリック）を使用して、第1の推進器112（例えば、メインローター）の前方への傾斜の増大を命令することによって長手方向速度を増大させる。
航空機100は、スピード閾値を超えるスピードの増加に応答して飛行レジームを変更する。第2のレジームでは、パイロットは従来の飛行機と同様に航空機100を制御する。例えば、パイロットは、（制御面128を制御する）インセプタデバイス122を動かし、第2の推進器114のスラストを制御することによって航空機100を制御する。説明すると、パイロットは、第2の推進器114の長手方向のスラストを増大させるために、インセプタデバイス122の第2のインセプタ144（例えば、サムホイール）を制御する。第2の推進器114がプロペラであるとき、推進器アクチュエーター116は、プロペラの集合体ブレードのピッチを調整するためのコマンドを受け取り、それは第2の推進器114のスラストを増大させる。従来の制御システムと比較して、航空機100は集合体入力デバイスとは無関係に制御され、パイロットは第5のタスク（例えば、高速飛行中の集合体）を管理する必要はない。パイロットは、第5の制御入力を管理して第1の推進器112の集合体ブレードのピッチを直接制御することを選択することができる。
メインローター（第1の推進器112）と共に異なる種類の第2の推進器114が使用されるような他の実装形態では、第2の推進器114の他の態様が調整されてもよい。例えば、第2の推進器114がジェットエンジンであるとき、長手方向スラストは、燃料流量、ノズルサイズ、バイパス比、スラストブリージング、又はスラストベクトル化を調整することによって調整され得る。
チルトローター航空機（別の特定のタイプの航空機100）のための別の実装形態では、パイロットは、第1のレジームにおける従来のヘリコプター又は従来のVTOL航空機と同様に航空機100を制御する。第2のレジームに変更されると、第1及び第2の推進器112、114は前方に傾斜し、パイロットは従来の航空機と同様に航空機100を制御する。第1及び第2の推進器112、114がチルトローター（プロップローターとして知られる）である場合、推進器アクチュエーター116は、チルトローターのナセル角（例えば、プロップローターのピッチ角又は向き）を調整するためのコマンドを受け取る。いくつかの実装形態では、コマンドは、角度値（例えば、ラジアン）でナセル角への調整を示す。他の実装形態では、コマンドは、角度レート（例えば、ナセル角の変化率）でナセル角を調整することを示す。推進器112、114によって生成されたスラストベクトルの方向を調整することによって、航空機100の長手方向スラスト及びスピードは、航空機を所望の状態で動作させるように制御される。
航空機100の制御システム104は、パイロットの作業負荷を軽減し、航空機100がより効率的に飛行することを可能にし、そして航空機100がより高い能力を有することを可能にする。例えば、特定の航空機100の従来の制御システムを制御システム104と交換することによって、特定の航空機100はスプリント時間を30パーセント増加させ、より一貫したスプリント時間を生成することができる。
図2A〜図2Dは、航空機100のインセプタによって引き起こされる影響を示している。図2A〜図2Dに示すように、航空機100は複合ヘリコプターである。図2Aは、推進器集合体ブレードピッチ角を調整することによって生じる力（スラスト）の変化を示している。図2Bは、サイクリック（例えば、インセプタデバイス122）を介したメインローター（例えば、第1の推進器112）の長手方向（前後）の調整によって生じる力の変化を示している。図2Cは、エレベータ（例えば、特定の制御面128）を介したエレベータのピッチ角の調整によって生じる力の変化を示している。図2Dは、集合体を介したメインローターの集合体ブレードピッチ角の調整によって生じる力の変化を示している。
図3A〜図3Dは、航空機100のインセプタによって引き起こされる影響を示している。図3A〜図3Dに示すように、航空機100はチルトローター航空機である。図3Aは、プロップローター（例えば、推進器112、114）のナセルのナセル角又はナセル角レートによって生じる力の変化を示している。図3Bは、サイクリックを介したプロップローターの長手方向（前後）の調整によって生じる力の変化を示している。図3Cは、サイクリックを介したエレベータピッチ角調整によって生じる力の変化を示している。図3Dは、集合体を介したプロップローターの集合体ブレードピッチ角調整によって生じる力の変化を示している。図3Dは力が垂直方向に変化することを示しているが、集合体ブレードのピッチを調整することは、図3A及び図3Bに示すように調整することができるプロップローターの方向に沿ってプロップローターのスラストを調整する。図3Aでは、プロップローターは、プロペラのような第2の推進器114の集合体ブレードピッチ角が調整される図2Aと比較して、ナセル角又はナセル角レートを調整することによってピッチ軸線において物理的に調整される。
図4は、図1の制御回路130の一例を示す回路図400である。回路図400は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図4の制御回路130は、ピッチトリム予測回路402、推進器トリム予測回路404、処理回路406及び408、制御面アクチュエーター410、制御面128、推進器アクチュエーター116、並びに推進器112、114を含む。
ピッチトリム予測回路402は、予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成するように構成される。予測されるピッチ姿勢トリム値442は、少なくとも航空機速度422及びピッチ姿勢424に基づいて生成される。航空機速度422は、垂直速度、水平速度、又は合成速度を含む。例えば、航空機速度422は、示された垂直速度（VSI）、対気速度、対地速度、真速度、又は他の速度を含むか又はそれらに対応し得る。ピッチ姿勢424（例えば、航空機の入力ピッチ姿勢）は、図1のセンサ132又はフィードバックピッチ姿勢などの1つ又は複数のセンサからのデータによって生成された測定ピッチ姿勢を含むか又はそれに対応する。予測されるピッチ姿勢トリム値442の生成の例は、図5〜図8に関してさらに説明される。
予測されるピッチ姿勢トリム値442は、航空機100の高度保持状態又は航空機100の垂直速度保持状態に対する航空機100の推定ピッチ姿勢であるか又はそれを示す。高度保持状態は、垂直速度（例えば、示された垂直速度（VSI））がゼロであるときのように、航空機100が水平飛行で動作している状態である。垂直速度保持状態は、垂直速度が一定（垂直速度の加速度がない）であり、航空機100の高度は変化している場合のように、航空機100が一定の上昇速度又は一定の降下速度（例えば、一定の加速度）で動作するか、又は一定のゼロでない垂直速度で動作する状態である。
推進器トリム予測回路404は、予測される推進器トリム値444を生成するように構成される。予測される推進器トリム値444は、少なくとも第1の入力（例えば、図4に示すようなスラスト入力412）、航空機速度422、及び推進器フィードバック値432に基づいて生成される。予測される推進器トリム値444は、図5の予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562又は図6の予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を含むか又はそれに対応し得る。推進器フィードバック値432は、推進器コマンド452の前の値、又は推進器コマンド452に対応する測定された推進器の値、例えば、測定された集合体ブレードピッチ角又は測定されたナセル角を含むか又はそれに対応し得る。
予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562は、推進器によって生成されるスラストの大きさを調整することによって航空機100の速度保持状態に対する推進器スラスト（例えば、長手方向スラスト）の大きさを生成する推進器集合体ブレードピッチ角設定の推定値である。いくつかの実装形態では、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562は負の値（反対方向又は前方方向でのスラストを示す）であり、推進器の集合体ブレードピッチ角の減少を引き起こす。推進器の集合体ブレードピッチ角を減少させると、推進器はスラストを減少させるか又は反対方向にスラストを発生させる。
予測されるプロップローターのナセル角トリム値662は、プロップローターによって生成されるスラストの方向を調整することによって航空機100の速度保持状態に対して推進器スラスト（例えば、長手方向スラスト）の大きさを生成するプロップローターのナセルのナセル角設定の推定値である。他の実装形態では、予測される推進器トリム値444は、図1を参照して説明したように、他のスラストエフェクタの値を含むか又はそれに対応する。
処理回路406は、予測されるピッチ姿勢トリム値442及び予測される推進器トリム値444に基づいて推進器コマンド452を生成するように構成される。処理回路406は、推進器コマンド452を1つ又は複数の推進器アクチュエーター116に出力するように構成される。処理回路406の例示的な構成は、図5〜図15を参照して説明される。
推進器コマンド452は、図1の推進器アクチュエーター116などの推進器のスラストエフェクタを調整するように構成される。例えば、推進器コマンド452は、（例えば、スラストの方向を調整することにより）推進器アクチュエーター116に直接又は間接的にスラストの大きさを調整するように命令することによって、推進器によって発生するスラストの大きさを調整するように構成される。推進器コマンド452は、航空機100を対気速度保持状態（例えば、一定速度すなわち加速度がない状態）又は加速度保持状態（例えば、スピード／速度の一定の変化率）で動作させるように構成される。推進器コマンド452は、推進器集合体ブレードピッチ角コマンド、プロップローターのナセル角コマンド、又は推進器によって生成されるスラストの大きさ若しくは方向を調整するコマンドを含むか又はそれに対応し得る。
処理回路408は、予測されるピッチ姿勢トリム値442と、第2のパイロット入力414（例えば、図4に示すようなピッチ操縦入力）などの1つ又は複数の他の入力とに基づいてピッチ姿勢コマンド454（例えば、航空機のピッチ姿勢コマンド）を生成するように構成される。処理回路408は、ピッチ姿勢コマンド454を1つ又は複数の制御面アクチュエーター410に出力するように構成される。処理回路408の例示的な構成は、図5〜図15を参照して説明される。ピッチ姿勢コマンド454は、航空機100の1つ又は複数の制御面128の位置を調整するように構成される。例えば、ピッチ姿勢コマンド454は、特定の制御面アクチュエーター410に特定の制御面128の位置を調整するように命令することによって、特定の制御面128の位置を調整するように構成される。ピッチ姿勢コマンド454は、高度保持状態又は垂直速度保持状態で航空機を動作させるように構成される。説明すると、特定の制御面128の位置を調整することは、高度保持状態又は垂直速度保持状態を達成及び維持するために航空機をトリミングする。
1つ又は複数の制御面アクチュエーター410は、ピッチ姿勢コマンド454に基づいて航空機100の1つ又は複数の制御面128を調整するように構成される。1つ又は複数の制御面アクチュエーター410は、1つ又は複数のエレベータアクチュエーター、水平スタビライザアクチュエーター、スポイラーアクチュエーター、補助翼アクチュエーター、方向舵アクチュエーター、フラップアクチュエーター、スラットアクチュエーター、スラストベクタリングアクチュエーターなどを含むか又はそれに対応し得る。制御面アクチュエーター410は、ピッチアクチュエーター（例えば、図5のピッチアクチュエーター520）、ヨーアクチュエーター、ロールアクチュエーター、又はそれらの組み合わせを含み得る。
推進器アクチュエーター116は、推進器コマンド452に基づいて航空機100の1つ又は複数の推進器112、114を調整するように構成される。いくつかの実装形態では、複数の推進器アクチュエーター116は、推進器コマンド452に基づいて航空機100の1つ又は複数の推進器112、114を調整するように構成される。推進器アクチュエーター116は、集合体ブレードのピッチアクチュエーター、ナセル角アクチュエーター、ナセル角レートアクチュエーター、ノズルサイズアクチュエーター、ノズル方向アクチュエーター、燃料流量アクチュエーターなど、又はそれらの組み合わせを含むか又はそれらに対応し得る。
推進器112、114、推進器アクチュエーター116、制御面128、又は制御面アクチュエーター410のうちの1つ又は複数は、航空機100の飛行制御エフェクタ460に対応する。飛行制御エフェクタ460は、航空機100の特性（例えば、スラスト、スピード、加速度、並びにピッチ、ロール及びヨーなどの姿勢）を調整して航空機100の状態を制御するように構成される。
他の実装形態では、制御回路130は、ピッチトリム予測回路402又は推進器トリム予測回路404のうちの1つを含む。制御回路130がピッチトリム予測回路402を含む実装形態では、制御回路130は、ピッチトリム予測回路402によって生成されかつ予測される推進器トリム値444とは無関係の予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいてコマンド452、454を生成することができる。制御回路130が推進器トリム予測回路404を含む実装形態では、制御回路130は、推進器トリム予測回路404によって生成されかつ予測されるピッチ姿勢トリム値442とは無関係の推進器トリム値444に基づいて推進器コマンド452を生成することができる。さらに、制御回路130は、パイロット又はオートパイロット入力とは無関係に、すなわち入力412及び414とは無関係に、推進器コマンド452（すなわち、予測される推進器トリム値444）及びピッチ姿勢コマンド454を生成することができる。例えば、制御回路130は、航空機速度422又はピッチ姿勢424の変化（例えば、突風、周囲温度の変化、周囲圧力の変化など）に応じて、パイロット入力とは無関係に特定の目標状態を維持することができる。図5及び図6を参照して、図4の様々な実施形態の動作について説明する。
図5は、図1の制御回路130の一例を示す回路図500である。回路図500は、図2Aに示す複合ヘリコプターなど、図1の航空機100を制御するために使用され得る。
図5の制御回路130は、ピッチトリム予測回路402、推進器トリム予測回路404、レジーム認識回路502、積分器504、ピッチコマンドモデル506、スピード選択回路508（例えば、高速モード回路）、加速度コマンド回路510（例えば、低速モード回路）、加速度コントローラー512、ピッチコントローラー514、コンバイナ516、推進器制限回路518、第1のスイッチ528、及び第2のスイッチ530を含む。他の実装形態では、制御回路130は、追加の構成要素又は図5に示すよりもより少ない構成要素を含む。
ピッチトリム予測回路402及び推進器トリム予測回路404は、図4を参照して説明されており、さらに図7、図8、及び図13を参照して説明される。図5に示すように、ピッチトリム予測回路402は、垂直速度534（例えば、示された垂直速度（VSI））を受け取り、垂直速度534に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成するように構成される。ピッチトリム予測回路402は、予測されるピッチ姿勢トリム値442を第1のスイッチ528に出力するように構成される。
図5に示す例では、推進器トリム予測回路404は、特定のタイプの予測される推進器トリム値444、すなわち、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成する。推進器トリム予測回路404は、航空機速度422、選択されたピッチ姿勢トリム値546、航空機のピッチ姿勢コマンド550、及び推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566に基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成するように構成される。推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566は、推進器集合体ブレードピッチ角の値を示し、推進器コマンド452（例えば、推進器集合体ブレードピッチ角コマンド）の前の値又は測定された推進器集合体ブレードピッチ角を含むか又はそれに対応し得る。
動作中、レジーム認識回路502は入力を受け取り、第1及び第2のスイッチ528、530などの1つ又は複数のスイッチを制御する信号を出力するように構成される。図5に示すように、レジーム認識回路502は航空機速度422を受け取り、レジーム信号540を第1及び第2のスイッチ528、530に出力する。例えば、レジーム認識回路502は、航空機速度422をスピード閾値と比較することによってレジーム信号540を生成する。
レジーム信号540は、航空機100の現在のレジームを示し、第1及び第2のスイッチ528、530の動作を制御するように構成される。図5に示すように、レジーム信号540は、2つのレジームのうちの1つを示し、単極双投スイッチを制御し、他の実装形態では、レジーム信号540は2つより多いレジームを示すか、又は複数のレジーム信号540を使用して第1及び第2のスイッチ528、530を制御する。そのような実装形態では、スイッチ528、530は追加の極又は投を含む。
スラストインセプタ522は、パイロット入力（例えば、サムホイール入力又は集合体入力）又はオートパイロット入力を受け取り、vドットコマンド信号542を生成し、ここで、vドットは、加速度又はスピード／速度の変化率を示す。例えば、スラストインセプタ522（又は他の回路）は、サムホイール入力を使用してテーブルルックアップを実行し、vドットコマンド信号542を生成する。スラストインセプタ522は、vドットコマンド信号542をスピード選択回路508及び加速度コマンド回路510に出力する。
ピッチトリムインセプタ524は、他のパイロット入力（例えば、ビープスイッチ入力）又は他のオートパイロット入力を受け取り、ピッチトリム入力コマンド信号を生成する。例えば、ピッチトリムインセプタ524（又は他の回路）は、ビープスイッチ入力に基づいてテーブルルックアップを実行して、ピッチトリム入力コマンド信号を生成する。ビープスイッチ入力は、ゼロ値又は新しい基準値からの偏差を示す。例示的で非限定的な例として、ビープスイッチ入力は−1度のノーズダウンを示す。ピッチトリムインセプタ524は、ピッチトリム入力コマンド信号を積分器504に出力する。積分器504は、ピッチトリムインセプタ524からピッチトリム入力コマンド信号を受け取り、ピッチトリム入力コマンド信号を積分して、命令されたピッチ姿勢トリム値544を生成する。積分器504は、命令されたピッチ姿勢トリム値544を第1のスイッチ528に出力する。
第1のスイッチ528は、レジーム信号540に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442又は命令されたピッチ姿勢トリム値544を出力するように構成される。第1のレジーム（例えば、低速モード）を示すレジーム信号540に応答して、第1のスイッチ528は、命令されたピッチ姿勢トリム値544を選択されたピッチ姿勢トリム値546として出力する。第2のレジーム（例えば、高速モード）を示すレジーム信号540に応答して、第1のスイッチ528は、予測されるピッチ姿勢トリム値442を選択されたピッチ姿勢トリム値546として出力する。第1のスイッチ528は、選択されたピッチ姿勢トリム値546をピッチコマンドモデル506、加速度コマンド回路510、及び推進器トリム予測回路404に出力する。したがって、図5では、制御回路130は、特定のレジーム（例えば、高速モード）で予測されるピッチ姿勢トリム値442のみを使用する。
ピッチ制御インセプタ526は、他のパイロット入力（例えば、サイクリック前後入力）又は他のオートパイロット入力を受け取り、ピッチ姿勢入力信号548を生成する。例えば、ピッチ制御インセプタ526（又は他の回路）は、サイクリック入力を使用してテーブルルックアップを実行し、ピッチ姿勢入力信号548を生成する。ピッチ制御インセプタ526は、ピッチ姿勢入力信号548を積分器504に出力する。
ピッチコマンドモデル506は、選択されたピッチ姿勢トリム値546及びピッチ姿勢入力信号548に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成する。ピッチコマンドモデル506は、航空機のピッチ姿勢コマンド550を加速度コマンド回路510、推進器トリム予測回路404、及びピッチコントローラー514に出力する。
ピッチコントローラー514（例えば、ピッチ姿勢コントローラー）は、航空機のピッチ姿勢コマンド550に基づいて1つ又は複数の制御面ピッチコマンド558を生成し、1つ又は複数の制御面ピッチコマンド558を1つ又は複数のピッチアクチュエーター520に出力する。1つ又は複数のピッチアクチュエーター520（例えば、ピッチモーメント制御アクチュエーター）は、1つ又は複数の制御面ピッチコマンド558に基づいて航空機100の1つ又は複数の制御面128の位置を調整する。
加速度コマンド回路510は、選択されたピッチ姿勢トリム値546及び航空機のピッチ姿勢コマンド550に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成し、加速度コマンドモードの加速度コマンド554を第2のスイッチ530に出力する。スピード選択回路508は、vドットコマンド信号542と予測されるピッチ姿勢トリム値442とに基づいてスピード選択モードの加速度コマンド552を生成し、スピード選択モードの加速度コマンド552を第2のスイッチ530に出力する。第2のスイッチ530は、レジーム信号540に基づいてスピード選択モードの加速度コマンド552又は加速度コマンドモードの加速度コマンド554を選択された加速度コマンド556として加速度コントローラー512に出力する。
加速度コントローラー512は、選択された加速度コマンド556及び航空機速度422に基づいてデルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560を生成し、デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560をコンバイナ516に出力する。デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560は、推進器操縦コマンドを含むか又はそれに対応する。説明すると、デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560は、スラストインセプタ522へのスラスト入力によって示される（及び、図4のスラスト入力412のようなスラスト入力に基づいて生成されるvドットコマンド信号542によって示される）スラスト量を達成するための集合体ブレードのピッチの値を示す。
推進器トリム予測回路404は、航空機のピッチ姿勢コマンド550、航空機速度422、及び推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566に基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成する。予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562は、特定の種類の予測される推進器トリム値444に対応する。推進器トリム予測回路404は、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562をコンバイナ516に出力する。
コンバイナ516は、デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560と予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562とを合成（加算）することに基づいて、合成された推進器コマンド564（合成された推進器の集合体ブレードピッチコマンド）を生成する。コンバイナ516は、合成された推進器コマンド564を推進器制限回路518に出力する。推進器制限回路518は、合成された推進器コマンド564及び1つ又は複数の制限値（例えば、閾値）に基づいて推進器コマンド452（推進器集合体ブレードピッチ角コマンド）を生成する。図5に示すように、推進器制限回路518は、アクチュエーター制限572、エンジン制限574（例えば、エンジン馬力（hp）制限）、及び推進器制限576（例えば、推進器hp制限）に基づいて合成された推進器コマンド564を制限して、推進器コマンド452を生成する。推進器制限回路518は、推進器コマンド452を推進器アクチュエーター116に出力し、推進器コマンド452を推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566として推進器トリム予測回路404に出力する。推進器アクチュエーター116は、推進器コマンド452に基づいて推進器112、114のうちの1つ又は複数を調整する。
図6は、ナセル角制御を有する推進器のための図5の回路の別の例を示す回路図600である。回路図600を使用して、図3A〜図3Dに示すチルトローター航空機のような、図1の航空機100を制御することができる。推進器の集合体ブレードピッチ角を制御する図5の回路図500と比較して、図6の回路図600は、チルトローター航空機のプロップローターのナセル角を制御するように構成される。
図6の制御回路130は、図5の制御回路130と同様の構成要素を含み、同様に動作する。しかしながら、図6では、制御回路130は、（予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562及び対応するコマンドと比較して）予測されるプロップローターのナセル角トリム値662及びプロップローターのナセル角コマンド652を生成するように構成される。ナセル角コマンド652は、図4の推進器コマンド452の特定の種類である。図6の制御回路130は簡略化されており、図5の制御回路130のいくつかの構成要素及び信号は明確さのために図示されていない。
さらに、図6は、重力補償器を含む制御回路130を示している。重力補償器は、第1の正弦関数回路612、第2の正弦関数回路614、コンバイナ616、及び重力乗算器618を含む。重力補償器は、重力補償された長手方向加速度信号622（g＊sin（Δθ））を生成するように構成される。図5の制御回路130などの他の実装形態では、加速度コマンド回路510、推進器トリム予測回路404、又はその両方は重力補償器を含む。
動作中、第1の正弦関数回路612は、選択されたピッチ姿勢トリム値546を受け取り、選択されたピッチ姿勢トリム値546に正弦関数を適用して、選択されたピッチ姿勢トリム値546の正弦を生成する。第2の正弦関数回路614は、航空機のピッチ姿勢コマンド550を受け取り、航空機のピッチ姿勢コマンド550の正弦を生成するために航空機のピッチ姿勢コマンド550に正弦関数を適用する。第1の正弦関数回路612及び第2の正弦関数回路614は、選択されたピッチ姿勢トリム値546の正弦及び航空機のピッチ姿勢コマンド550の正弦をコンバイナ616に提供する。コンバイナ616は、航空機のピッチ姿勢コマンド550の正弦から選択されたピッチ姿勢トリム値546の正弦を減算することによって長手方向加速度信号を生成する。コンバイナ616は、長手方向加速度信号を重力乗算器618に出力する。重力乗算器618は、長手方向加速度信号に重力（例えば、重力定数又は経験的な重力値）を乗算して、重力補償された長手方向加速度信号622を生成する。重力乗算器618は、重力補償された長手方向加速度信号622を加速度コマンド回路510及び推進器トリム予測回路404に出力する。重力補償された長手方向加速度信号622は、基準ピッチ姿勢からのピッチ姿勢偏差（例えば、予測されるピッチ姿勢トリム値442又は選択されたピッチ姿勢トリム値546の命令されたピッチ姿勢トリム値544による航空機のピッチ姿勢コマンド550からの偏差）を示す。
図6に示す例では、推進器トリム予測回路404は、ナセル角フィードバック664及び重力補償された長手方向加速度信号622に基づいて予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を生成する。ナセル角フィードバック664は、ナセル角の値を示し、ナセル角コマンド652の前の値又は測定されたナセル角（例えば、センサデータによって示される）を含むか又はそれに対応し得る。推進器トリム予測回路404は、予測されるプロップローターのナセル角トリム値662をコンバイナ516に出力する。
図6に示す例では、加速度コントローラー512は、デルタナセル角コマンド660（例えば、デルタプロップローターナセル値）を生成し、デルタナセル角コマンド660をコンバイナ516に出力する。コンバイナ516は、デルタナセル角コマンド660及び予測されるプロップローターのナセル角トリム値662に基づいて、合成された推進器コマンド564（合成されたプロップローターナセルコマンド）を生成する。推進器制限回路518は、合成された推進器コマンド564を制限することによってナセル角コマンド652を生成する。図5及び図6は、2つのタイプの航空機のための制御回路130を示しているが、制御回路130は、任意の複合航空機構成用の任意のタイプの長手方向スラスタを制御するように修正され得る。
図7は、図4〜図6のピッチトリム予測回路402などの、ピッチトリム値を予測するための回路の一例を示す回路図700である。回路図700は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図7に示すように、回路図700は、複合ヘリコプター用のピッチトリム予測回路402として示されている。図7の回路図700は（図8〜図14の回路図800〜1400と共に）周波数領域で示されている。図8〜図14において、「タウ」（「τ」又は「τ＿filt」）は、（時間領域におけるRCフィルタ時定数に対応する）フィルタの時定数（例えば、トリム予測時定数）を表し、「s」はラプラス変数を表す。さらに、角度の値はラジアン（RAD）で表示され、速度の値は1秒あたりのフィート数（FPS）で表示される。
上述したように、ピッチトリム予測回路402は、垂直速度534、航空機速度422、及びピッチ姿勢424に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。図7に示すように、ピッチトリム予測回路402は、反転された垂直速度732、推定される航空機ピッチ姿勢754（例えば、水平飛行でのピッチ姿勢の事前推定）、及び垂直減衰微分（Zw）にさらに基づいて、予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成するように構成される。推進器トリム予測回路404は、インバータ702、ローパスフィルタ704、724、及び726、コンバイナ706、716、及び730、乗算器708及び712、利得回路710、垂直減衰微分（Zw）回路714、定数718、比較回路720、並びに除算器722を含む。図7に示すように、ローパスフィルタ704、724、及び726は、一次ローパスフィルタ（τs＋1）である。他の実装形態では、ローパスフィルタ704、724、及び726は、二次ローパスフィルタ又は高次ローパスフィルタであり得る。
動作中、ピッチトリム予測回路402は、垂直速度534、航空機速度422、ピッチ姿勢424、反転された垂直速度732、及び推定される航空機ピッチ姿勢754を入力として受け取る。いくつかの実装形態では、インバータ702は垂直速度534を受け取り、垂直速度534の反転（例えば、−1の乗算、符号ビットの変更など）に基づいて反転された垂直速度732を生成する。他の実装形態では、図7に示すように、インバータは変換された垂直速度774を受け取り、変換された垂直速度774の反転（例えば、−1の乗算、符号ビットの変更など）に基づいて反転された垂直速度732を生成する。例えば、垂直速度534がVSIに対応するとき、垂直速度534は、座標変換回路772によって測地座標系から体軸座標系に変換される。例示すると、垂直速度534は、垂直速度534を変換された垂直速度774に変換するために、割線（θ）×割線（φ）の積で乗算され、ここで、シータは航空機のピッチ角を表し、ファイは航空機のヨー角を表す。
反転された垂直速度732は、体軸における垂直速度534又は変換された垂直速度774の成分、例えばその負の成分を表す。インバータ702は、反転された垂直速度732を第1のローパスフィルタ704及び第1のコンバイナ706に提供する。第1のローパスフィルタ704は、反転された垂直速度732をローパスフィルタリングすることによってローパスフィルタリングされた垂直速度信号734を生成する。第1のローパスフィルタ704は、ローパスフィルタリングされた垂直速度信号734を第1のコンバイナ706及び第1の乗算器708に提供する。
第1のコンバイナ706は、反転された垂直速度732からローパスフィルタリングされた垂直速度信号734を減算することに基づいて、ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736を生成する。第1のローパスフィルタ704及び第1のコンバイナ706は、ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736を生成するために反転された垂直速度732をハイパスフィルタリングするように動作する。第1のコンバイナ706は、ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736を利得回路710に提供する。利得回路710は、ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736に利得を乗算して、フィルタリングされた垂直加速度738を生成し、フィルタリングされた垂直加速度738を第2の乗算器712に提供する。図7に示すように、利得回路710（例えば、増幅器）は、トリム予測ラグフィルタ（例えば、704及び706）の時定数タウ（1／τ）の逆数の利得を適用する。説明すると、時定数は秒単位なので、速度に時定数の逆数を乗算することにより加速度を生成する。
比較回路720は、航空機速度422及び対気速度閾値760を受け取り、航空機速度422及び対気速度閾値760のうち大きい方を選択スピード746として除算器722に出力する。除算器722は、定数718（例えば、図7に示すように1）を選択スピード746で除算して逆の選択スピード748を生成する。除算器722は、逆の選択スピード748を第1及び第2の乗算器708、712に出力する。第1の乗算器708は、ローパスフィルタリングされた垂直速度信号734と逆の選択スピード748とを乗算して垂直飛行経路角信号744を生成し、垂直飛行経路角信号744を第2のコンバイナ716に提供する。
垂直飛行経路角信号744は、測地垂直速度の体軸成分がゼロになるように（例えば、垂直速度534がVSIを含む又はVSIに対応するとき）航空機（例えば、その胴体）を回転させるためのフィルタリングされたピッチ姿勢変化を表す。ローパスフィルタリングされた垂直速度信号734に逆の選択スピード748を乗算することは、接線関数の小角度近似を効果的に適用する。したがって、垂直飛行経路角信号744は、所望の垂直飛行経路角と実際の垂直飛行経路角との間の誤差（又は差）がゼロに近づくにつれて垂直飛行経路角の正確な値に収束する垂直飛行経路角の小角度近似を表す。図7及び図8は、高度保持（例えば、垂直速度ゼロの目標垂直状態）を示している。垂直速度保持状態では、座標変換回路772への入力、すなわち高度保持状態での垂直速度534は、垂直速度534から減算された垂直速度の所望値又は入力値に等しい信号（例えば、速度差信号）である。図7では目標垂直状態に対する誤差信号はないが、暗示的なゼロ垂直速度基準信号、すなわち反転された垂直速度732がある。説明すると、−1の利得を適用することは、暗示的にゼロから垂直速度534又は変換された垂直速度774を引いた目標状態である。したがって、反転された垂直速度732はゼロ垂直速度基準信号を表す。
第2の乗算器712は、飛行経路角信号740の時間変化率を生成するためにフィルタリングされた垂直加速度738と逆の選択スピード748とを乗算し、飛行経路角信号740の時間変化率を垂直減衰微分（Zw）回路714に提供する。垂直減衰微分（Zw）回路714は、飛行経路角信号740の時間変化率を垂直減衰微分（Zw）で除算して第1の信号742（例えば、飛行経路角信号の時間変化率を垂直減衰微分（Zw）で割った値）を生成し、第2のコンバイナ716に第1の信号742を提供する。
第2のコンバイナ716は、第1の信号742と垂直飛行経路角信号744とを加算（合成）することに基づいて、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を生成する。第2のコンバイナ716は、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を第4のコンバイナ730に提供する。ピッチトリム予測回路402が垂直速度534を受け取る実装形態では、航空機速度422は、対地速度、対気速度、真速度などの水平速度を示す。したがって、ピッチトリム予測回路402は、航空機の垂直速度及び水平速度、すなわち速度422、534に基づいて、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を生成する。
第2のローパスフィルタ724は、ピッチ姿勢424を受け取り、ピッチ姿勢424をローパスフィルタリングすることによってローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752を生成する。第2のローパスフィルタ724は、ローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752を第4のコンバイナ730に提供する。
第3のローパスフィルタ726は、推定される航空機ピッチ姿勢754を受け取り、推定される航空機ピッチ姿勢754をローパスフィルタリングすることによってローパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢756を生成する。第3のローパスフィルタ726は、ローパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢756を第3コンバイナ728に提供する。第3のコンバイナ728は、推定される航空機ピッチ姿勢754からローパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢756を減算することに基づいて、ハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢758を生成する。第3のローパスフィルタ726及び第3のコンバイナ728は、推定される航空機ピッチ姿勢754をハイパスフィルタリングするように動作して、ハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢758を生成する。第3のコンバイナ728は、ハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢758を第4のコンバイナ730に提供する。ハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢758は、フィードフォワードのトリムピッチ姿勢の事前推定を表す。
第4のコンバイナ730（例えば、出力回路）は、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750、ローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752、及びハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢758の加算（合成）に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。図5及び図6を参照して説明したように、第4のコンバイナ730（例えば、出力回路）は、予測されるピッチ姿勢トリム値442を第1のスイッチ528に提供する。他の実装形態では、ピッチトリム予測回路402は、推定される航空機ピッチ姿勢754とは無関係に、予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。信号742、744、752、及び758はそれぞれ、信号742、744、752、及び758を合計して、目標垂直状態に対するトリムピッチ姿勢を推定することができるように、相補的な動的応答を有する。
図8は、図4〜図6のピッチトリム予測回路402などの、ピッチトリム値を予測するための回路の別の例を示す回路図800である。回路図800は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図8に示すように、回路図800は、複合ヘリコプター用のピッチトリム予測回路402として示されている。
図8の回路図800は、図7の回路図700のように、垂直減衰微分（Zw）を用いる代わりに、正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）を用いる。垂直減衰微分（Zw）と比較して、正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）は、高速モード、高速航空機、及び／又はよりヘリコプターよりも飛行機のように動作する航空機に対してより複雑かつより正確である。例えば、正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）は、スピードと共に著しく変化し、複数の正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）の値が用いられる。動作中、特定の正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）の値を計算するか、又はテーブルから検索することができる。
垂直減衰微分（Zw）はそれほど複雑ではなく、ヘリコプター及び低速航空機用の通常の運航範囲内では正確である。例えば、ヘリコプター又は低速航空機の垂直減衰微分（Zw）は、動作ピッチ姿勢及びスピードに対して実質的に一定である。したがって、垂直減衰微分（Zw）（すなわち、単一の値）を、航空機のスピードの範囲に対して近似して使用することができ、その結果、いかなる誤差も制御回路130の動作に影響を与えない。
上述したように、ピッチトリム予測回路402は、垂直速度534（例えば、図8に示すように変換された垂直速度774）、航空機速度422、ピッチ姿勢424、及び推定される航空機ピッチ姿勢754に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。推進器トリム予測回路404は、インバータ702、ローパスフィルタ704、724、726、コンバイナ706、716、730、利得回路710、比較回路720、除算器802、及び正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）回路804を含む。座標変換回路772は図8には示されていない。
動作中、図8のピッチトリム予測回路402は、図7のピッチトリム予測回路402と同様に動作する。図8では、ローパスフィルタ704は、ローパスフィルタリングされた垂直速度信号734を（図7の第1の乗算器708とは対照的に）除算器802に提供する。除算器802は、（図7の回路図700のように逆の選択スピード748ではなく）選択スピード746に基づいて垂直飛行経路角信号744を生成する。除算器802は、図7の第1の乗算器708と同様に、垂直飛行経路角信号744を第2のコンバイナ716に提供する。
図7とは対照的に、利得回路710がフィルタリングされた垂直加速度738を第2の乗算器712に出力するのとは対照的に、利得回路710は、フィルタリングされた垂直加速度738を正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）回路804に出力する。正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）回路804は、フィルタリングされた垂直加速度738を正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）で除算して第2の信号812を生成し、信号812を第2のコンバイナ716に提供する。第2のコンバイナ716は、正規化信号812と垂直飛行経路角信号744とを加算（合成）することに基づいて、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を生成する。第2のコンバイナ716は、図7と同様に、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を第4のコンバイナ730に提供する。
第4のコンバイナ730は、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750、ローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752、及びハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢758を加算（合成）することに基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。第4のコンバイナ730は、図5及び図6を参照して説明したように、予測されるピッチ姿勢トリム値442を第1のスイッチ528に提供する。他の実装形態では、ピッチトリム予測回路402は、推定される航空機ピッチ姿勢754とは無関係に、予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。
信号742及び812は、垂直加速度を停止又は抑制するために、すなわち垂直速度ゼロの目標垂直状態を達成するために予測される、フィルタリングされたピッチ姿勢変化を表す。信号は垂直速度534のハイパスフィルタに基づいて生成される。ピッチトリム予測回路402は、ピッチ姿勢が特定の航空機の垂直加速度にどのように影響するかについての先験的な知識（すなわち、推定される航空機ピッチ姿勢754）を使用する。先験的な知識を、迎え角の変化毎の垂直力の変化の微分（Zα）（804）として、又は垂直速度の変化毎の垂直力の変化の微分（Zw）として表すことができる。他の実装形態では、先験的な知識を、安定軸線、風軸線、又は体軸線の中の別の値として表すことができる。
図9は、図5及び図6のピッチコマンドモデル506などのピッチコマンドモデルの一例を示す回路図900である。回路図900は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図9に示すように、回路図900は、複合ヘリコプター用のピッチコマンドモデル506として示されている。
上述のように、ピッチコマンドモデル506は、選択されたピッチ姿勢トリム値546及びピッチ姿勢入力信号548に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成する。ピッチコマンドモデル506は、複数の増幅器912、916、922、コンバイナ914、920、リミッタ918、924、及び積分器926、930を含み、座標変換回路928を含む。ピッチコマンドモデル506は、内側フィードバックループ及び外側フィードバックループなどの2つのフィードバックループを含む。
動作中、第1の増幅器912（例えば、スティック感度増幅器）は、ピッチ姿勢入力信号548を受け取り、ピッチ姿勢入力信号548を増幅する。第1の増幅器912は、増幅されたピッチ姿勢入力信号548を第2のコンバイナ920に出力する。第1のコンバイナ914は、選択されたピッチ姿勢トリム値546及び外側ループフィードバック信号948を受け取り、選択されたピッチ姿勢トリム値546から外側ループフィードバック信号948を減算することによって航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号932を生成する。第1のコンバイナ914は、航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号932を第2の増幅器916（例えば、コマンドフィルタ姿勢増幅器）に出力する。第2の増幅器916は、利得（例えば、コマンドフィルタ姿勢利得k2）を航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号932に適用することによって、航空機ピッチレートコマンド信号934を生成する。第2の増幅器は、航空機ピッチレートコマンド信号934を第1の権限リミッタ918に提供する。
第1の権限リミッタ918は、航空機ピッチレートコマンド信号934を制限することによって制限された航空機ピッチレートコマンド936を生成する。例えば、第1の権限リミッタ918は、1つ又は複数の閾値（例えば、権限閾値）に基づいて航空機ピッチレートコマンド信号934の値を増減する。例えば、第1の権限リミッタ918は、航空機ピッチレートコマンド信号934の値を最大ピッチ姿勢値（例えば、第1の閾値）と比較し、航空機ピッチレートコマンド信号934の値を最大ピッチ姿勢値に減少させる。いくつかの実装形態では、第1の権限リミッタ918の1つ又は複数の閾値は航空機の状態に基づいている。説明すると、最大ピッチ値（例えば、第1の閾値）は、航空機のスピード及び周囲空気の温度に応じて複数の値（例えば、複数の閾値又は可変閾値）を有する。第1の権限リミッタ918は、制限された航空機ピッチレートコマンド936を第2のコンバイナ920に出力する。
第2のコンバイナ920は、増幅されたピッチ姿勢入力信号548と制限された航空機ピッチレートコマンド936との合計から内側ループフィードバック信号938を減算することに基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号940を生成する。第2のコンバイナ920は、制限された航空機ピッチレートコマンド誤差信号940を第3の増幅器922（例えば、コマンドフィルタレート利得増幅器）に出力する。第3の増幅器922は、利得（例えば、コマンドレートフィルタ利得k1）を航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号932に適用することによって増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号940を生成する。増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号940は、ピッチ制御インセプタ526からのピッチ姿勢入力信号548に基づいて加算又は減算するためのピッチモーメントの量など、航空機のピッチ角加速度要求を示す。第3の増幅器922は、増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号940を第2の権限リミッタ924に提供する。
第2の権限リミッタ924は、増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号940を制限することによってピッチ角加速度コマンド942を生成する。例えば、第2の権限リミッタ924は、1つ又は複数の閾値（例えば、権限閾値）に基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号940の値を増減する。例えば、第2の権限リミッタ924は、航空機ピッチレートコマンド誤差信号940の値を最大ピッチ値（例えば、第1の閾値）と比較し、航空機ピッチレートコマンド誤差信号940の値を最大ピッチ値まで減少させる。いくつかの実装形態では、第2の権限リミッタ924の1つ又は複数の閾値は航空機の状態に基づいている。説明すると、最大ピッチ値（例えば、第1の閾値）は、航空機100のスピード及び周囲空気の温度に応じて複数の値（例えば、複数の閾値又は可変閾値）を有する。第2の権限リミッタ924は、制限された航空機ピッチレートコマンド936を第1の積分器926に出力する。
第1の積分器926はピッチ角加速度コマンド942を積分してピッチレートコマンド944を生成する。第1の積分器926はピッチレートコマンド944を座標変換回路928に提供する。さらに、第1の積分器926は、ピッチレートコマンド944を内側ループフィードバック信号938として第2のコンバイナ920に提供する。座標変換回路928は、ピッチレートコマンド944を第1の座標系から第2の座標系に変換することによってピッチ姿勢レートコマンド946を生成する。例えば、座標変換回路928は、ピッチレートコマンド944をオイラー座標に変換するために、体軸座標からオイラー座標への変換を適用する。座標変換回路928は、ピッチ姿勢レートコマンド946を第2の積分器930に出力する。第2の積分器930は、ピッチ姿勢レートコマンド946を積分して航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成する。さらに、第2の積分器930は、航空機のピッチ姿勢コマンド550を外側ループフィードバック信号948として第1のコンバイナ914に提供する。
図10は、図5及び図6のスピード選択回路508などの高速モード又はスピード選択モードのための回路の一例を示す回路図1000である。回路図1000は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図10では、回路図1000は、複合ヘリコプター用のスピード選択回路508として示されている。
上述のように、スピード選択回路508は、vドットコマンド信号542と予測されるピッチ姿勢トリム値442とに基づいてスピード選択モードの加速度コマンド552を生成する。スピード選択回路508は、複数の増幅器1012、1026、1030、及びコンバイナ1016、1024を含み、比較回路1014、スイッチ1018、及び積分器1022を含む。スピード選択回路508はフィードバックループを含み、スイッチ1018の一方の端子は接地1020に結合されている。
スイッチ1018は、比較回路1014によって生成された制御信号1036に基づいてピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034又は接地信号を出力するように構成される。図10に示されるように、スイッチ1018は単極双投スイッチであり、比較回路1014の図示された比較条件（すなわち、絶対値がゼロより大きい）に対して、スイッチ1018はピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034が0のとき接地信号を出力する。
動作中、第1の増幅器1012（例えば、インセプタ感度増幅器）は、vドットコマンド信号542を受け取り、第1の利得（例えば、関数に依存するインセプタ感度利得F（デルタ））をvドットコマンド信号542に適用して、ピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。例えば、第1の増幅器1012（又は他の回路）は、vドットコマンド信号542を使用してテーブルルックアップを実行し、第1の利得を決定するか、又はピッチ独立加速度コマンド1032を決定する。別の例として、第1の増幅器1012（又は他の回路）は、第1の利得を決定するために別の変数（例えば、スピード）を使用してテーブルルックアップを実行し、第1の増幅器1012はvドットコマンド信号542に第1の利得を適用してピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。
第1の増幅器1012は、ピッチ独立加速度コマンド1032を比較回路1014及び第1のコンバイナ1016に出力する。第1のコンバイナ1016は、ピッチ独立加速度コマンド1032からウォッシュアウト信号1046を減算することに基づいて、ピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を生成する。第1のコンバイナ1016は、ピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034をスイッチ1018に提供する。
比較回路1014は、閾値又は比較条件に基づいて制御信号1036を生成する。図10に示すように、比較回路1014は、ピッチ独立加速度コマンド1032の絶対値をゼロと比較する。ピッチ独立加速度コマンド1032の絶対値がゼロより大きい場合（例えば、ピッチ独立加速度コマンド1032がゼロに等しくない場合）、比較回路1014は、第1の論理値（例えば、1）を有する制御信号1036を出力する。ピッチ独立加速度コマンド1032の絶対値がゼロ以下である場合（すなわち、ピッチ独立加速度コマンド1032がゼロに等しい場合）、比較回路1014は第2の論理値（例えば、0）を有する制御信号1036を出力する。図10に示すように、ピッチ独立加速度コマンド1032の絶対値はゼロより大きく、比較回路1014は第1の論理値（例えば、1）を有する制御信号1036を出力し、スイッチ1018は制御信号1036を積分器1022に出力する。
図10に示すように、積分器1022はピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を積分してピッチ独立スピードコマンド1038を生成する。積分器1022は、ピッチ独立スピードコマンド1038を第2のコンバイナ1024に出力する。第2のコンバイナ1024は、ピッチ独立スピードコマンド1038から航空機速度422を減算することに基づいてスピード誤差信号1040を生成する。第2のコンバイナ1024は、スピード誤差信号1040を第2の増幅器1026に提供し、スピード誤差信号1040をスピード誤差フィードバック信号1042としてデッドゾーンリミッタ1028に提供する。第2の増幅器1026（例えば、速度誤差増幅器）はスピード誤差信号1040を受け取り、スピード選択モードの加速度コマンド552を生成するためにスピード誤差信号1040に第2の利得（例えば、速度誤差利得）を適用する。第2の利得（例えば、速度誤差利得）は、一定値（Kverr）又は関数依存値（F（verr））であり得る。機能依存利得は、スピード選択モードの加速度コマンド552の非線形制御を可能にする。第2の増幅器1026は、図5及び図6に示すように、スピード選択モードの加速度コマンド552を第2のスイッチ530に出力する。
デッドゾーンリミッタ1028は、スピード誤差フィードバック信号1042を制限することによって制限スピード誤差フィードバック信号1044を生成する。例えば、デッドゾーンリミッタ1028は、1つ又は複数の閾値（例えば、デッドゾーン閾値）に基づいて制限スピード誤差フィードバック信号1044の値を増減する。例えば、デッドゾーンリミッタ1028は、スピード誤差フィードバック信号1042の値を最大速度誤差値（例えば、第1の閾値）と比較し、スピード誤差フィードバック信号1042の値を最大速度誤差値に減少させる。いくつかの実装形態では、デッドゾーンリミッタ1028の1つ又は複数の閾値は航空機100の状態に基づいている。説明すると、最大速度誤差値（例えば、第1の閾値）は、航空機100のスピード及び周囲空気の温度に応じて複数の値（例えば、複数の閾値又は可変閾値）を有する。デッドゾーンリミッタ1028は、制限スピード誤差フィードバック信号1044を第3の増幅器1030に出力する。
第3の増幅器1030（例えば、ウォッシュアウト増幅器）は制限スピード誤差フィードバック信号1044を受け取り、第3の利得（例えば、ウォッシュアウト利得Kwo）を制限スピード誤差フィードバック信号1044に適用して、ウォッシュアウト信号1046を生成する。第3の増幅器1030は、ウォッシュアウト信号1046を第1のコンバイナ1016に出力する。
図11は、図5及び図6の加速度コマンド回路510などの低速モード又は加速度コマンドモード用の回路の一例を示す回路図1100である。回路図1100は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図11では、回路図1100は、複合ヘリコプター用の加速度コマンド回路510として示されている。
上述したように、加速度コマンド回路510は、vドットコマンド信号542、選択されたピッチ姿勢トリム値546、及びレジーム信号540に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。加速度コマンド回路510は、第1の増幅器1012、第1のコンバイナ1114、第1の正弦関数回路612、コンバイナ616、第2の正弦関数回路614、重力乗算器618、及び重力増幅器1124を含む。
重力増幅器1124は、重力補償された長手方向加速度信号622を利得値によって増幅して重力増幅信号（重力補償コマンド1142）を生成するように構成される。いくつかの実装形態では、利得値は関数依存利得であり、速度、加速度、ピッチ姿勢などの1つ又は複数の変数に基づいて生成される。他の実装形態では、利得は一定値であるか、又は利得は、重力増幅器の利得値を含むテーブルに対してテーブルルックアップを実行することによって決定される。例えば、このテーブルは、横軸との調和をもたらすために、ピッチ姿勢の小さな命令された変化に対して利得が1の値であることを示している。このテーブルは、大きなピッチ姿勢及び大きなピッチ姿勢でのパイロット視線に相応する妨害を回避するために、ピッチ姿勢のより大きい命令された変化に対してより大きい利得値（すなわち、重力増幅器1124の利得を増加させる）を示す。加えて、ピッチ姿勢の命令された変化が速度の変化を命令しないように、利得値はゼロであり得る。テーブルルックアップは、単一の変数（例えば、スピード）に基づいて、又は複数の変数（例えば、スピード及びピッチ姿勢）に基づいて行われる。
動作中、第1の増幅器1012（例えば、インセプタ感度増幅器）は、vドットコマンド信号542を受け取り、第1の利得（例えば、関数に依存するインセプタ感度利得F（デルタ））をvドットコマンド信号542に適用して、図10を参照して説明したように、ピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。第1の増幅器1012は、ピッチ独立加速度コマンド1032を第1のコンバイナ1114に出力する。第1のコンバイナ1114は、ピッチ独立加速度コマンド1032から重力補償コマンド1142を減算することに基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。第1のコンバイナ1114は、図5及び図6を参照して説明したように、加速度コマンドモードの加速度コマンド554を図5の第2のスイッチ530に提供する。
第1の正弦関数回路612は、選択されたピッチ姿勢トリム値546を受け取り、選択されたピッチ姿勢トリム値546に正弦関数を適用して、選択されたピッチ姿勢トリム値の正弦値1134を生成する。第2の正弦関数回路614は、航空機のピッチ姿勢コマンド550を受け取り、その正弦関数を航空機のピッチ姿勢コマンド550に適用して、航空機のピッチ姿勢コマンドの正弦値1136を生成する。第1の正弦関数回路612及び第2の正弦関数回路614は、選択されたピッチ姿勢トリム値の正弦値1134及び航空機のピッチ姿勢コマンドの正弦値1136をコンバイナ616に提供する。コンバイナ616は、航空機のピッチ姿勢コマンドの正弦値1136から選択されたピッチ姿勢トリム値の正弦値1134を減算することによって長手方向加速度信号1138を生成する。コンバイナ616は、長手方向加速度信号1138を重力乗算器618に出力する。重力乗算器618は、長手方向加速度信号1138に重力（例えば、重力定数による加速度又は経験的な重力値）を乗算して、重力補償された長手方向加速度信号622を生成する。重力乗算器618は、重力補償された長手方向加速度信号622を重力増幅器1124に出力する。
重力増幅器1124は、重力補償された長手方向加速度信号622に基づいて重力補償コマンド1142を生成する。例えば、重力増幅器1124は、重力補償コマンド1142を生成するために、重力補償された長手方向加速度信号622に第1の利得（例えば、関数依存重力増幅器利得F（vドット））を適用する。第1の利得（例えば、機能依存重力増幅器利得F（vドット））は、速度、加速度、姿勢などの1つ又は複数の要因に依存し得る。特定の実装形態では、重力増幅器1124はテーブルから第1の利得値を取り出す。重力増幅器1124は、重力補償コマンド1142を第1のコンバイナ1114に出力する。
図12は、図5及び図6の加速度コントローラー512などのデルタ推進器コマンドを生成するための回路の一例を示す回路図1200である。回路図1200は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図12では、回路図1200は、複合ヘリコプター用の加速度コントローラー512として示されている。
上述したように、加速度コントローラー512は、予測されるピッチ姿勢トリム値442及び選択された加速度コマンド556に基づいてデルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560を生成する。図12において、加速度コントローラー512は、入力vドット1230（例えば、測定された加速度又は加速度フィードバック）に基づいてデルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560をさらに生成する。加速度コントローラー512は、第1のコンバイナ1212、増幅器1214、権限リミッタ1216、第2のコンバイナ1218、除算器1220、及び推進器感度スケジューラ1222を含む。
推進器感度スケジューラ1222は、航空機速度422に基づいて推進器感度値1242を生成するように構成される。例えば、推進器感度スケジューラ1222は、航空機速度422を使用してテーブルルックアップを実行することによって推進器感度値1242を生成する。別の例として、推進器感度スケジューラ1222は、航空機速度422が入力変数である関数を使用して推進器感度値1242を計算する。プロペラの回転スピードなどの他の航空機又は推進器の特性を入力変数として使用することができる。推進器感度値1242は、信号の単位を調整又は変換する（すなわち、次元変換又は次元分析を実行する）ように構成される。例えば、図12に示すように、推進器感度値1242は、合成された加速度コマンド1240の単位（例えば、加速度を示す値を有する）を他の種類の単位（例えば、推進器の集合体ブレード角当たりの力などの、推進器の値に関して力を示す値を有する）に変換する。
動作中、加速度コントローラー512は、図5及び図6を参照して説明したように、図5の第2のスイッチ530から選択された加速度コマンド556を受け取る。選択された加速度コマンド556は、第1のコンバイナ1212に提供され、フィードフォワード加速度コマンド1232として第2のコンバイナ1218に提供される。第1のコンバイナ1212は、選択された加速度コマンド556から入力vドット1230を減算することによって加速度誤差信号1234を生成し、加速度誤差信号1234を増幅器1214（例えば、vドットフィードバック増幅器）に提供する。増幅器1214は、加速度フィードバックコマンド1236を生成するために加速度誤差信号1234に第1の利得（例えば、vドットフィードバック利得Kvdfb）を適用する。増幅器1214は加速度フィードバックコマンド1236を権限リミッタ1216（例えば、権限制限回路）に出力する。
権限リミッタ1216は、加速度フィードバックコマンド1236を制限することによって制限された加速度フィードバックコマンド1238を生成する。例えば、権限リミッタ1216は、1つ又は複数の閾値（例えば、権限閾値）に基づいて加速度フィードバックコマンド1236の値を増減する。例えば、権限リミッタ1216は、加速度フィードバックコマンド1236の値を最大（又は最小）速度誤差値（例えば、第1の閾値）と比較し、加速度フィードバックコマンド1236の値を最大速度誤差値まで減少させる。いくつかの実装形態では、権限リミッタ1216の1つ又は複数の閾値は航空機100の状態に基づいている。説明すると、速度誤差値（例えば、第1の閾値）は、航空機100のスピード及び周囲空気の温度に応じて複数の値（例えば、複数の閾値又は可変閾値）を有する。権限リミッタ1216は、制限された加速度フィードバックコマンド1238を第2のコンバイナ1218に出力する。
第2のコンバイナ1218は、フィードフォワード加速度コマンド1232と制限された加速度フィードバックコマンド1238とを加算（合成）することによって合成された加速度コマンド1240を生成し、合成された加速度コマンド1240を除算器1220に提供する。除算器1220は、合成された加速度コマンド1240を推進器感度値1242で除算することによってデルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560を生成する。推進器感度スケジューラ1222は、航空機速度422に基づいて推進器感度値1242を生成する。除算器1220は、図5及び図6を参照して説明したように、デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560を図5のコンバイナ516に出力する。
図13は、図4〜図6の推進器トリム予測回路404などの推進器トリム値を予測するための回路の一例を示す回路図1300である。回路図1300は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図13では、回路図1300は、複合ヘリコプター用の推進器トリム予測回路404として示されている。
図4〜図6を参照して説明したように、推進器トリム予測回路404は、航空機速度422、推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566、重力補償された長手方向加速度信号622、又はそれらの組み合わせに基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成するように構成される。推進器トリム予測回路404は、ローパスフィルタ1312〜1316、コンバイナ1322〜1328、利得回路1330、除算器1332、及び推進器感度スケジューラ1222を含む。図13では、推進器トリム予測回路404は重力補償された長手方向加速度信号622を受け取るが、他の実装形態では、推進器トリム予測回路404は、図5に示すように、選択されたピッチ姿勢トリム値546及び航空機のピッチ姿勢コマンド550を受け取る。そのような実装形態では、推進器トリム予測回路404は、図6及び図11を参照して説明したように、選択されたピッチ姿勢トリム値546及び航空機ピッチ姿勢コマンド550に基づいて重力補償された長手方向加速度信号622を生成するように構成された重力補償器（例えば、図6の構成要素612〜618）を含む。
動作中、推進器トリム予測回路404は、航空機速度422、推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566、及び重力補償された長手方向加速度信号622を受け取る。図13に示すように、第1のローパスフィルタ1312及び第1のコンバイナ1322は、重力補償された長手方向加速度信号622を受け取る。第1のローパスフィルタ1312は、重力補償された長手方向加速度信号622をフィルタリングして、ローパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1342を生成する。第1のコンバイナ1322は、ローパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1342をさらに受け取り、ローパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1342を重力補償された長手方向加速度信号622から減算して、ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344を生成する。第1のコンバイナ1322は、ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344を第3のコンバイナ1326に出力する。
第2のローパスフィルタ1314及び第2のコンバイナ1324は、航空機速度422（又はスカラー値、すなわちスピード）を受け取る。第2のローパスフィルタ1314は、航空機速度422をフィルタリングして、ローパスフィルタリングされた航空機速度1346を生成する。第2のコンバイナ1324は、ローパスフィルタリングされた航空機速度1346をさらに受け取り、ローパスフィルタリングされた航空機速度1346を航空機速度422から減算して、ハイパスフィルタリングされた航空機速度1348（又はハイパスフィルタリングされたスピード）を生成する。第2のコンバイナ1324は、ハイパスフィルタリングされた航空機速度1348を利得回路1330に出力する。利得回路1330は、フィルタリングされた加速度フィードバック1350を生成するために、ハイパスフィルタリングされた航空機速度1348に利得を適用する。フィルタリングされた加速度フィードバック1350は、航空機の推定加速度を示す信号である。図13に示すように、航空機速度422は、一次ローパスフィルタ（τs＋1）によってフィルタリングされ、次いで、航空機速度422とローパスフィルタリングされた航空機速度1346との差（すなわち、ハイパスフィルタリングされた航空機速度1348）にトリム予測ラグフィルタ時定数の逆数の利得（1／τ）が乗算されて、フィルタリングされた加速度フィードバック1350を生成する。したがって、フィルタリングされた加速度フィードバック1350は、s／（τs＋1）の伝達関数を有し、ここで、「s」はスピードの微分、すなわち加速度を表す。利得回路1330は、フィルタリングされた加速度フィードバック1350を第3のコンバイナ1326に出力する。
第3のコンバイナ1326（例えば、中間回路）は、ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344からフィルタリングされた加速度フィードバック1350を減算して、オフセット値1352（例えば、長手方向加速度オフセット値）を生成する。第3のコンバイナ1326は、オフセット値1352を除算器1332に出力する。除算器1332は、オフセット値1352を推進器感度値1242で除算して、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356（例えば、推進器オフセット値）を生成する。フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356（例えば、導出された推進器の値）は、推進器力の量又は推進器設定値に関するピッチ姿勢偏差に基づいて（例えば、その又はそれから）誤差を示す。
図12を参照して説明したように、推進器感度スケジューラ1222は、航空機速度422に基づいて推進器感度値1242（推進器制御微分又は推進器感度又は推進器制御感度）を生成する。例えば、図13に示すように、推進器感度値1242は、オフセット値1352の単位（例えば、加速度を示す値を有する）を別の種類の単位（例えば、推進器の集合体ブレード角当たりの力などの、推進器の値に関して力を示す値を有する）に変換する。いくつかの実装形態では、推進器感度値1242は、正規化された次元の航空機の推進器集合体ブレードピッチ角当たりの長手方向の力の微分値を含むか又はそれに対応する。
第3のローパスフィルタ1316は、推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566を受け取り、推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566をローパスフィルタリングして、ローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358を生成する。第3のローパスフィルタ1316は、ローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358を第4のコンバイナ1328に出力する。第4のコンバイナ1328（例えば、出力回路）は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356とローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358とを合成して、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成する。図5を参照して説明したように、第4のコンバイナ1328（例えば、出力回路）は、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を図5のコンバイナ516に出力する。
他の実装形態では、他の種類のフィルタ又は同等の回路を図7〜図13で使用することができる。例えば、コンバイナ及びローパスフィルタの代わりにハイパスフィルタを用いてもよい。別の例として、ローパスフィルタの代わりにハイパスフィルタ及びコンバイナを使用してローパスフィルタリングされた信号を生成することができる。
図14は、図5及び図6の推進器制限回路518などの推進器制限のための回路の一例を示す回路図1400である。回路図1400は、図2A〜図2D及び図3A〜図3Dに示す複合ヘリコプター又はチルトローター航空機など、図1の航空機100を制御するために使用され得る。図14では、回路図1400は、複合ヘリコプターの推進器制限回路518として示されている。
図5を参照して説明したように、推進器制限回路518は、合成された推進器コマンド564に基づいて推進器コマンド452を出力するように構成される。図14に示すように、推進器制限回路518は、レート制限回路1412と権限制限回路1414とを含む。レート制限回路1412は、推進器の特性に基づいて合成された推進器コマンド564の変化を制限するように構成される。例えば、レート制限回路1412は、経時的な合成された推進器コマンド564の変化量（例えば、合成された推進器コマンド564の現在値と前の値との間の差）を制限するように構成される。図14に示されるように、レート制限回路1412は、合成された推進器コマンド564に基づいてレート制限された推進器コマンド1422を生成する。例示的で非限定的な例として、レート制限回路1412は、合成された推進器コマンド564の前の値と合成された推進器コマンド564の現在値との間の差分値を計算する。レート制限回路1412は、差分値をもう1つの閾値（例えば、レート閾値）と比較する。第1の閾値を超える、又は第2の閾値を満たすことができない差分値に基づいて、合成された推進器コマンド564の値は、閾値のうちの1つに調整される。
権限制限回路1414は、推進器の特性並びに推進器及び航空機100の状態に基づいてレート制限された推進器コマンド1422（又は合成された推進器コマンド564）の変化を制限するように構成される。図14に示すように、権限制限回路1414は、レート制限された推進器コマンド1422に基づいて推進器コマンド452を生成する。例えば、権限制限回路1414は、レート制限された推進器コマンド1422の値を制限するように構成される。例示的で非限定的な例として、権限制限回路1414は、合成された推進器コマンド564又はレート制限された推進器コマンド1422の値をもう1つの閾値（例えば、1つ又は複数の最大値及び最小値）と比較する。いくつかの実装形態では、閾値（例えば、権限閾値）は航空機100の現在の状態に基づいて異なる値を有する。
動作中に、コンバイナ516は、図5を参照して説明したように、デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560及び予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562に基づいて合成された推進器コマンド564を生成する。コンバイナ516は、推進器制限回路518のレート制限回路1412に合成された推進器コマンド564を提供する。レート制限回路1412は、合成された推進器コマンド564に基づいて、レート制限された推進器コマンド1422を生成する。レート制限回路1412は、レート制限された推進器コマンド1422を権限制限回路1414に出力する。権限制限回路1414は、レート制限された推進器コマンド1422に基づいて推進器コマンド452を生成する。権限制限回路1414は、図5を参照して説明したように、推進器コマンド452を図1及び図5の推進器アクチュエーター116に出力する。
図15は、図1の航空機100などの航空機を制御するための方法1500の特定の例を示している。いくつかの実装形態では、航空機は複合ヘリコプター、マルチローター航空機、高速垂直離着陸（VTOL）航空機、又はそれらの組み合わせである。方法1500は、図1及び図4〜図14の制御回路130などの制御回路又はその構成要素によって実行され得る。
方法1500は、1502において、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて、航空機の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するステップを含む。例えば、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値は、図4の予測される推進器トリム値444又は図5の予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を含むか又はそれに対応することができる。目標状態は、目標水平状態（例えば、対気速度保持状態又は加速度保持状態）を含むか又はそれに対応し得る。航空機速度は、図4の航空機速度422又は図5の垂直速度534を含むか又はそれに対応することができ、基準からのピッチ姿勢偏差は、図5の航空機のピッチ姿勢コマンド550、又は図6の重力補償された長手方向加速度信号622を含むか又はそれに対応し得る。
方法1500は、1504で、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて航空機の推進器の推進器集合体ブレードピッチ角を調整するステップを含む。例えば、推進器アクチュエーター116は、図1、図2A、図4、図5、及び図13を参照して説明したように、図2A〜図2Dの航空機100の推進器（例えば、プロペラ）の集合体ブレードピッチ角を調整する。
いくつかの実装形態では、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値は、航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態についてのスラストの大きさを生成する推進器の集合体ブレードピッチ角設定の推定値である。追加的又は代替的に、推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは推進器によって生成されるスラストの大きさを調整するように構成され、推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態で航空機を動作させるように構成される。特定の実装形態では、推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（例えば、推進器コマンド452）は、コンバイナ516、推進器制限回路518、又はそれらの組み合わせを含むか又はそれらに対応する出力回路によって出力される。
いくつかの実装形態では、方法1500は、選択された航空機トリムピッチ姿勢値の正弦値及び命令されたピッチ姿勢の正弦値に基づいて重力補償された長手方向加速度を生成するステップをさらに含み、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値は重力補正された長手方向加速度に基づいて生成される。例えば、重力補償器612〜618は、図6及び図11を参照して説明したように、選択されたピッチ姿勢トリム値の正弦値1134値及び航空機のピッチ姿勢コマンドの正弦値1136に基づいて重力補償された長手方向加速度信号622を生成する。推進器トリム予測回路404は、図13を参照して説明したように、重力補償された長手方向加速度信号622に基づいて予測される推進器トリム値444を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1500は、レジーム信号に基づいてスピード選択モードで動作するステップをさらに含む。特定の実装形態では、スピード選択モードで動作するステップは、ピッチ独立加速度コマンドに基づいてピッチ独立スピードコマンドを生成するステップを含み、ピッチ独立加速度コマンドは、1つ又は複数のパイロット入力に基づいて生成される。スピード選択モードで動作するステップはまた、ピッチ独立スピードコマンドから航空機速度を減算することに基づいてスピード誤差信号を生成するステップ、及びスピード選択モードの加速度コマンドを生成するために利得関数をスピード誤差信号に適用するステップを含む。スピード選択モードで動作するステップは、スピード選択モードの加速度コマンド及び予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンドを生成するステップをさらに含み、推進器の推進器集合体ブレードピッチ角は推進器集合体ブレードピッチ角コマンドに基づいて調整される。例えば、スピード選択回路508は、vドットコマンド信号542（例えば、サムホイールインセプタ入力）を使用してテーブルルックアップを実行することによってピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。スピード選択回路508は、ピッチ独立加速度コマンド1032に基づいてピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を生成し、ピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を積分してピッチ独立スピードコマンド1038を生成する。図10を参照して説明したように、スピード選択回路508は、ピッチ独立スピードコマンド1038から航空機速度422を減算することに基づいてスピード誤差信号1040を生成し、スピード誤差信号1040に速度誤差利得F（verr）を適用してスピード選択モードの加速度コマンド552を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1500は、レジーム信号に基づいて加速度コマンドモードで動作するステップをさらに含む。特定の実装形態では、加速度コマンドモードで動作するステップは、ピッチ独立加速度コマンド及び重力増幅された長手方向加速度コマンドに基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップを含み、ピッチ独立加速度コマンドは1つ又は複数のパイロット入力に基づいて生成される。加速度コマンドモードで動作するステップは、加速度コマンドモードの加速度コマンド及び予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンドを生成するステップをさらに含み、推進器の推進器集合体ブレードピッチ角は推進器集合体ブレードピッチ角コマンドに基づいて調整される。例えば、加速度コマンド回路510（例えば、加速度コマンドモード回路）は、vドットコマンド信号542（例えば、サムホイールインセプタ入力）を使用してテーブルルックアップを実行することによってピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。加速度コマンド回路510は、ピッチ独立加速度コマンド1032と、重力増幅器1124によって生成された重力補償コマンド1142とを合成することに基づいて、加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。
図16は、図1の航空機100などの航空機を制御するための方法1600の特定の例を示している。方法1600は、図1及び図4〜図14の制御回路130などの制御回路又はその構成要素によって実行され得る。
方法1600は、1602において、航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて、航空機の目標状態に対する予測されるプロップローターのナセルトリム値を生成するステップを含む。例えば、予測されるプロップローターのナセルトリム値は、図4の予測される推進器トリム値444又は図6の予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を含むか又はそれに対応し得る。目標状態は、目標水平状態（例えば、対気速度保持状態又は加速度保持状態）を含むか又はそれに対応し得る。航空機速度は、図4の航空機速度422又は図5の垂直速度534を含むか又はそれに対応することができ、基準からのピッチ姿勢偏差は、図5の航空機のピッチ姿勢コマンド550、又は図6の重力補償された長手方向加速度信号622を含むか又はそれに対応し得る。
方法1600は、1604において、予測されるプロップローターのナセルトリム値に基づいて航空機のプロップローターのナセル角を調整するステップを含む。例えば、推進器アクチュエーター116は、図1、図3A、図4〜図6、及び図13を参照して説明したように、図3A〜図3Dの航空機100のプロップローターのナセルピッチ角（ピッチ軸線内）を調整する。
いくつかの実装形態では、予測されるプロップローターのナセルトリム値は、航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態についてのスラストの大きさを生成するプロップローターのナセルのピッチ角の推定値を示す。いくつかの実装形態では、プロップローターナセルコマンドは、アクチュエーターに出力され、ピッチ軸線内のスラストの方向を調整することによって生成されたプロップロータースラストの大きさをアクチュエーターに調整させるように構成される。特定の実装形態では、プロップローターナセルコマンドは、航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態で航空機を動作させるように構成される。
いくつかの実装形態では、方法1600は、入力ピッチコマンド及び選択されたピッチトリム値に基づいて基準からピッチ姿勢偏差を生成するステップをさらに含む。例えば、推進器トリム予測回路404は、ピッチ姿勢入力信号548及び選択されたピッチ姿勢トリム値546に基づいて、図5の航空機のピッチ姿勢コマンド550及び図6の重力補償された長手方向加速度信号622を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1600は、航空機速度及び航空機のピッチ姿勢に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するステップをさらに含む。方法1600は、ピッチ姿勢入力信号と予測されるピッチ姿勢トリム値又は命令されたピッチ姿勢トリム値とに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンドを調整するステップを含む。例えば、ピッチトリム予測回路402は、航空機速度422及び測定されたピッチ姿勢424に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成し、ピッチコマンドモデル506は、図9を参照して説明したように、ピッチ姿勢入力信号548と予測されるピッチ姿勢トリム値442又は命令されたピッチ姿勢トリム値544とに基づいて、航空機のピッチ姿勢コマンド550（例えば、外側ループフィードバック信号948として提供される航空機のピッチ姿勢コマンド550の前の値）を調整する。
いくつかの実装形態では、方法1600は高速モードで動作するステップをさらに含む。特定の実装形態では、高速モードで動作するステップは、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップ、及びピッチ姿勢トリム値442に基づいて予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を生成するステップを含む。例えば、第1のスイッチ528は、高速モードを示すレジーム信号540に基づいてピッチ姿勢トリム値442をピッチコマンドモデル506及び推進器トリム予測回路404に提供する。ピッチコマンドモデル506は、予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成し、推進器トリム予測回路404は、予測されるピッチ姿勢トリム値442（又は予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて生成される重力補償された長手方向加速度信号622）に基づいて予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を生成する。
加えて、高速モードで動作するステップは、スピード選択モードの加速度コマンド及び予測されるプロップローターのナセルトリム値に基づいてプロップローターナセルコマンドを生成するステップをさらに含み得る。例えば、推進器制限回路518は、図4〜図6を参照して説明したように、デルタナセル角コマンド660（スピード選択モードの加速度コマンド552に基づいて生成される）及び予測されるプロップローターのナセル角トリム値662に基づいて推進器コマンド452又はナセル角コマンド652を生成する。別の例として、コンバイナ516は、スピード選択モードの加速度コマンド552と予測されるプロップローターのナセル角トリム値662とに基づいて合成された推進器コマンド564を生成する。
特定の実装形態では、スピード選択モードの加速度コマンドを生成するステップは、ピッチ独立加速度コマンドに基づいてピッチ独立スピードコマンドを生成するステップを含む。ピッチ独立加速度コマンドは、1つ又は複数のパイロット入力に基づいて生成される。スピード選択モードの加速度コマンドを生成するステップはまた、ピッチ独立スピードコマンドから航空機速度を減算することに基づいてスピード誤差信号を生成するステップを含む。スピード選択モードの加速度コマンドを生成するステップは、スピード選択モードの加速度コマンドを生成するためにスピード誤差信号に利得を適用するステップをさらに含む。例えば、スピード選択回路508は、vドットコマンド信号542（例えば、サムホイールインセプタ入力）を使用してテーブルルックアップを実行することによってピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。スピード選択回路508は、ピッチ独立加速度コマンド1032に基づいてピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を生成し、ピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を積分してピッチ独立スピードコマンド1038を生成する。図10を参照して説明したように、スピード選択回路508は、ピッチ独立スピードコマンド1038から航空機速度422を減算することに基づいてスピード誤差信号1040を生成し、スピード誤差信号1040に速度誤差利得F（verr）を適用してスピード選択モードの加速度コマンド552を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1600は、低速モードで動作するステップをさらに含む。特定の実装形態では、低速モードで動作するステップは、命令されたピッチ姿勢トリム値に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップと、命令されたピッチ姿勢トリム値に基づいて予測されるプロップローターのナセルトリム値を生成するステップとを含む。例えば、第1のスイッチ528は、低速モードを示すレジーム信号540に基づいて、命令されたピッチ姿勢トリム値544をピッチコマンドモデル506及び推進器トリム予測回路404に提供する。ピッチコマンドモデル506は、命令されたピッチ姿勢トリム値544に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成し、推進器トリム予測回路404は、命令されたピッチ姿勢トリム値544（又は命令されたピッチ姿勢トリム値544に基づいて生成される重力補償された長手方向加速度信号622）に基づいて予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を生成する。
加えて、低速モードで動作するステップは、命令されたピッチ姿勢トリム値に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップと、加速度コマンドモードの加速度コマンド及び予測されるプロップローターのナセルトリム値に基づいてプロップローターナセルコマンドを生成するステップとを含み得る。例えば、図6及び図11を参照して説明したように、第1のスイッチ528は、命令されたピッチ姿勢トリム値544を加速度コマンド回路510に提供し、加速度コマンド回路510は、ナセル角コマンド652を生成するために使用される命令されたピッチ姿勢トリム値544に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。
特定の実装形態では、加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップは、パイロット入力に基づいてテーブルルックアップを実行することによってピッチ独立加速度コマンドを生成するステップを含み、ピッチ独立加速度コマンドは1つ又は複数のパイロット入力に基づいて生成される。加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップはまた、重力補償された長手方向加速度に基づいてテーブルルックアップを実行することによって重力増幅された長手方向加速度コマンドを生成するステップを含む。加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップは、ピッチ独立加速度コマンド及び重力増幅された長手方向加速度コマンドに基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップをさらに含む。例えば、加速度コマンド回路510は、vドットコマンド信号542（例えば、サムホイールインセプタ入力）を使用してテーブルルックアップを実行することによってピッチ独立加速度コマンド1032を生成する。加速度コマンド回路510は、ピッチ独立加速度コマンド1032と、重力増幅器1124によって生成された重力補償コマンド1142とを合成することに基づいて、加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。
図17は、図1、図2A〜図2D、及び図3A〜図3Dの航空機100などの航空機を制御するための方法1700の特定の例を示している。方法1700は、図1及び図4〜図14の制御回路130などの制御回路又はその構成要素によって実行され得る。
方法1700は、1702において、航空機速度及び航空機のピッチ姿勢に基づいて航空機の目標状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するステップを含む。例えば、予測されるピッチ姿勢トリム値は、図4の予測されるピッチ姿勢トリム値442を含むか又はそれに対応し得る。航空機速度は、図4の航空機速度422を含むか又はそれに対応し得、ピッチ姿勢は、図4の測定されたピッチ姿勢424を含むか又はそれに対応し得る。説明すると、ピッチトリム予測回路402は、図4〜図8を参照して説明したように、目標垂直状態（例えば、高度保持状態又は垂直速度保持状態）について航空機速度422及び測定されたピッチ姿勢424に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。
方法1700は、1704において、推定されるピッチ姿勢トリム値及びピッチ制御インセプタからのパイロット入力信号に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンドを調整するステップを含む。例えば、航空機のピッチ姿勢コマンドは、図4のピッチ姿勢コマンド454、航空機のピッチ姿勢コマンド550、又は図5の制御面ピッチコマンド558を含むか又はそれに対応し得る。説明すると、図4の制御面アクチュエーター410は、図4及び図5を参照して説明したように、ピッチ姿勢コマンド454及び第2のパイロット入力414（例えば、ピッチ操縦入力）又はピッチ制御インセプタ526からピッチ姿勢入力信号548を生成するために使用されるピッチ制御インセプタ入力に基づいて制御面128を調整する。あるいは、図5のピッチアクチュエーター520は、図5〜図8を参照して説明したように、制御面ピッチコマンド558に基づいて制御面128を調整する。特定の実装形態では、航空機のピッチ姿勢コマンドは、ピッチコマンドモデル506、ピッチコントローラー514、又はそれらの組み合わせを含むか又はそれらに対応する出力回路によって出力される。
いくつかの実装形態では、航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、選択された航空機トリムピッチ姿勢値から命令された航空機ピッチ姿勢フィードバックを減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号を生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップはまた、航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号に基づいて制限された航空機ピッチレートコマンド値（例えば、図9の制限された航空機ピッチレートコマンド936）を生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、制限された航空機ピッチレートコマンド値、ピッチ姿勢入力信号、及びピッチトリムフィードバックに基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号を生成するステップをさらに含み、航空機のピッチ姿勢コマンドは航空機ピッチレートコマンド誤差信号に基づいて生成される。例えば、ピッチコマンドモデル506は、図9を参照して説明したように航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1700は、予測されるピッチ姿勢トリム値を推進器トリム予測回路に出力するステップをさらに含み、推進器トリム予測回路は、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するように構成される。例えば、ピッチトリム予測回路402は、予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成する推進器トリム予測回路404に予測されるピッチ姿勢トリム値442を出力する。
いくつかの実装形態では、方法1700は、ピッチ姿勢トリム値を加速度コマンド回路に出力するステップをさらに含み、加速度コマンド回路は、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて加速度コマンドを生成するように構成される。例えば、ピッチトリム予測回路402は、ピッチ姿勢トリム値442を加速度コマンド回路510に出力し、加速度コマンド回路510は、予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。
図18は、図1の航空機100などの航空機を制御するための方法1800の特定の例を示している。方法1800は、図1及び図4〜図14の制御回路130、図6の重力補償器612〜618、又は図11の重力増幅器1124、又はそれらの組み合わせなどの制御回路又はその構成要素によって実行され得る。
方法1800は、1802において、基準ピッチ姿勢からのピッチ姿勢偏差の関数として長手方向加速度コマンドを生成するステップを含む。例えば、長手方向加速度コマンドは、図11の重力補償コマンド1142を含むか又はそれに対応し得る。ピッチ姿勢偏差は、図5の航空機のピッチ姿勢コマンド550又は図6の重力補償された長手方向加速度信号622を含むか又はそれに対応し得る。説明すると、重力増幅器1124は、重力補償された長手方向加速度信号622を使用してテーブルルックアップを実行することによって重力補償コマンド1142を生成する。
方法1800は、1804において、長手方向加速度コマンドに基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタを調整するステップを含む。例えば、推進器アクチュエーター116は、図1、図2A、図3A、図4、図5、及び図13を参照して説明したように、重力補償コマンド1142に基づいて、図2A〜図2Dの航空機100の推進器（例えば、プロペラ）の集合体ブレードピッチ角、又は図3A〜図3Dの航空機100のプロップローターのナセル角を調整する。あるいは、推進器アクチュエーター116は、重力補償コマンド1142に基づいて、航空機100の推進器112、114のうちの1つ又は複数の、ナセル角レート、ノズルサイズ、ノズル方向、燃料流量、バイパス比、スラストブリージング、又はスラストベクトル化などを調整する。
図19は、図1、図2A〜図2D、及び図3A〜図3Dの航空機100などの航空機を制御するための方法1900の特定の例を示している。方法1900は、図1及び図4〜図14の制御回路130などの制御回路又はその構成要素によって実行され得る。
方法1900は、1902において、航空機の垂直速度を受け取るステップを含む。例えば、垂直速度は、図5の垂直速度534を含むか又はそれに対応し得る。方法1900は、1904において、航空機の水平速度を受け取るステップを含む。例えば、垂直速度は、図4の航空機の速度422（例えば、水平速度）を含むか又はそれに対応し得る。説明すると、ピッチトリム予測回路402は、図1のセンサ132又は図1のFCC126から垂直速度534及び航空機速度422（例えば、水平速度）を受け取る。
方法1900は、1906において、フィルタリングされた垂直速度を生成するために航空機の垂直速度の成分をフィルタリングするステップを含む。例えば、第1のローパスフィルタ704及び第1のコンバイナ706は、図7及び図8を参照して説明したように、反転された垂直速度732をハイパスフィルタリングするように機能する。
方法1900は、1908において、フィルタリングされたピッチ姿勢を生成するために航空機の測定されたピッチ姿勢をフィルタリングするステップを含む。例えば、第2のローパスフィルタ724は、図7及び図8を参照して説明したように、ローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752（ローパスフィルタリングされた測定ピッチ姿勢信号）を生成するために、測定されたピッチ姿勢424をローパスフィルタリングする。
方法1900は、1910において、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値、水平速度に基づいて生成された予測されるピッチ姿勢トリム値、フィルタリングされた垂直速度、及びフィルタリングされたピッチ姿勢を生成するステップを含む。例えば、第4のコンバイナ730は、少なくともフィルタリングされた航空機のトリムピッチ偏差信号750（ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736及び航空機速度422（例えば、水平速度）に基づいて生成される）とローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752とを合成することに基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。
方法1900は、1912において、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて飛行制御エフェクタを調整するステップを含む。例えば、制御面アクチュエーター410又はピッチアクチュエーター520は、それぞれ予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて生成されるピッチ姿勢コマンド454又は制御面ピッチコマンド558（例えば、航空機ピッチ制御表面の航空機ピッチ姿勢コマンド）に基づいて1つ又は複数の制御面128を調整する。いくつかの実装形態では、飛行制御エフェクタは、飛行制御面（例えば、制御面128）又は推進器（例えば、推進器112、114）を含むか又はそれに対応する。特定の実装形態では、目標垂直状態は垂直速度保持状態又は高度保持状態である。
いくつかの実装形態では、飛行制御エフェクタは航空機の飛行制御面（例えば、制御面128）を含むか又はそれに対応する。追加的に又は代替的に、飛行制御面は、エレベータ、フラップ、スラット、補助翼（例えば、フラッペロン）、スポイラー、タブ、又は他のピッチ姿勢制御面を含むか又はそれに対応する。そのような実装形態では、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて飛行制御面を調整するステップは、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて目標垂直状態に対するピッチ姿勢コマンドを生成するステップ、及びピッチ姿勢コマンドに基づいて航空機の飛行制御面を調整するステップを含む。例えば、処理回路408は、予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて目標垂直状態に対するピッチ姿勢コマンド454を生成し、制御面アクチュエーター410は、ピッチ姿勢コマンド454に基づいて航空機の制御面128を調整する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて目標水平状態についての長手方向スラストエフェクタコマンドを生成するステップと、長手方向スラストエフェクタコマンドに基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタを調整するステップとをさらに含む。例えば、処理回路406は、予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて目標水平状態に対する推進器コマンド452を生成し、推進器アクチュエーター116は、推進器コマンド452に基づいて航空機100の推進器112、114のうちの1つ又は複数を調整する。
いくつかの実装形態では、飛行制御エフェクタは航空機の長手方向スラストエフェクタであり、方法1900は、予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値を生成するステップと、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値に基づいて目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンドを生成するステップと、長手方向スラストエフェクタコマンドに基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタを調整するステップと、をさらに含む。例えば、推進器トリム予測回路404は、予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて目標水平状態に対する予測される推進器トリム値（例えば、トリム値562、662のうちの1つ）を生成し、推進器制限回路518は、合成された推進器コマンド564（予測される推進器トリム値（例えば、トリム値562、662のうちの1つ）に基づいて生成される）に基づいて目標水平状態に対する推進器コマンド452を生成し、推進器アクチュエーター116は、推進器コマンド452に基づく航空機100の推進器112、114のうちの1つ又は複数を調整する。いくつかの実装形態では、長手方向スラストエフェクタ（例えば、推進器）は、プロペラ、プロップローター、ダクテッドファン、二重反転ファン、ターボジェットエンジン、ターボファンエンジン、又は別の長手方向スラストエフェクタを含むか又は対応する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、第2の目標垂直状態に対する第2の予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するステップと、パイロット入力に基づいて命令されたピッチ姿勢トリム値を生成するステップとをさらに含む。例えば、ピッチトリム予測回路402は、第2の目標垂直状態に対する第2の予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成し、積分器504は、パイロット入力（例えば、ピッチトリムインセプタ入力）に基づいてピッチトリムインセプタ524に命令されたピッチ姿勢トリム値544を生成する。第2の予測されるピッチ姿勢トリム値442は、予測されるピッチ姿勢トリム値442が生成された第1の時間の後の第2の時間に生成される。特定の実装形態では、方法1900はまた、レジーム制御信号に基づいて、命令されたピッチ姿勢トリム値を選択されたピッチ姿勢トリム値として選択するステップと、選択されたピッチ姿勢トリム値に基づいてかつ第2の予測されるピッチ姿勢トリム値とは無関係に飛行制御エフェクタを調整するステップとを含む。例えば、第1のスイッチ528は、レジーム信号540に基づいて、命令されたピッチ姿勢トリム値544を選択し、選択されたピッチ姿勢トリム値546として命令されたピッチ姿勢トリム値544を出力する。特定のピッチアクチュエーター520は、選択されたピッチ姿勢トリム値546に基づいてかつ第2の予測されるピッチ姿勢トリム値442とは無関係に特定の制御面128を調整する。追加的又は代替的に、特定の推進器アクチュエーター116は、選択されたピッチ姿勢トリム値546に基づいてかつ第2の予測されるピッチ姿勢トリム値442とは無関係に特定の推進器を調整する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、選択された対気速度及びフィルタリングされた垂直速度に基づいて垂直飛行経路角信号を生成するステップをさらに含む。例えば、第1の乗算器708は、逆の選択スピード748及びローパスフィルタリングされた垂直速度信号734に基づいて垂直飛行経路角信号744を生成する。別の例として、除算器802は、選択スピード746とローパスフィルタリングされた垂直速度信号734に基づいて垂直飛行経路角信号744を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、フィルタリングされた垂直加速度を生成するためにハイパスフィルタリングされた垂直速度をフィルタリングするステップと、飛行経路角度信号の時間変化率を生成するためにフィルタリングされた垂直加速度を逆の選択スピードで除算するステップと、減衰信号を生成するために飛行経路角信号の時間変化率に垂直減衰微分を乗算して減衰信号を生成するステップをさらに含み、予測されるピッチ姿勢トリム値は減衰信号に基づいてさらに生成される。例えば、回路710は、時定数の逆数の利得をハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736に適用して、フィルタリングされた垂直加速度738を生成する。乗算器712は、フィルタリングされた垂直加速度738に逆の選択スピード748を乗算して飛行経路角信号740の時間変化率を生成する。垂直減衰微分（Zw）回路714は、飛行経路角信号740の時間変化率を垂直減衰微分（Zw）で除算して、予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成するために使用される第1の信号742を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、垂直飛行経路角と第1の信号とを合成することに基づいてフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号を生成するステップをさらに含み、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するステップは少なくともフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号とフィルタリングされたピッチ姿勢とを合成するステップを含む。例えば、第2のコンバイナ716は、垂直飛行経路角信号744と第1の信号742とを合成することに基づいて、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を生成する。第4のコンバイナ730は、少なくともフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750とローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号752とを合成することによって、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、フィルタリングされた垂直加速度を生成するためにハイパス垂直速度をフィルタリングするステップと、正規化信号を生成するためにフィルタリングされた垂直加速度を正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分で除算するステップとをさらに含み、予測されるピッチ姿勢トリム値は正規化信号にさらに基づいて生成される。例えば、利得回路710は、ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号736を時定数の逆数の利得で乗算して、フィルタリングされた垂直加速度738を生成し、正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）回路804は、正規化信号812を生成するために、フィルタリングされた垂直加速度738を正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zα）で除算する。
いくつかの実装形態では、方法1900は、垂直飛行経路角と正規化信号とを合成することに基づいてフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号を生成するステップをさらに含み、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値を生成するステップは少なくともフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号とフィルタリングされたピッチ姿勢とを合成するステップを含む。例えば、第2のコンバイナ716は、垂直飛行経路角信号744と正規化信号812とを合成することに基づいて、フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750を生成する。第4のコンバイナ730は、少なくともフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号750とフィルタリングされたピッチ姿勢信号752とを合成することに基づいて、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値442を生成する。
いくつかの実装形態では、航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、選択された航空機トリムピッチ姿勢値から命令された航空機ピッチ姿勢フィードバックを減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号を生成するステップと、航空機ピッチ姿勢のコマンド誤差信号に基づいて制限された航空機ピッチレートコマンド値を生成するステップと、制限された航空機ピッチレートコマンド値、ピッチ姿勢入力信号、及びピッチトリムフィードバックに基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号を生成するステップと、を含み、航空機のピッチ姿勢コマンドは航空機ピッチレートコマンド誤差信号に基づいて生成される。例えば、第1のコンバイナ914は、選択されたピッチ姿勢トリム値546から外側ループフィードバック信号948を減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号932を生成する。第1の権限リミッタ918は、航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号932に基づいて制限された航空機ピッチレートコマンド936を生成する。第2のコンバイナ920は、制限された航空機ピッチレートコマンド936、ピッチ姿勢入力信号548、及び内側ループフィードバック信号938（ピッチトリムフィードバック）に基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号940を生成する。ピッチコマンドモデルは、図9を参照して説明したように、航空機ピッチレートコマンド誤差信号940に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成する。航空機のピッチ姿勢コマンド550は、基準ピッチ姿勢からのピッチ姿勢偏差（例えば、予測されるピッチ姿勢トリム値442又は選択されたピッチ姿勢トリム値546の命令されたピッチ姿勢トリム値544によるピッチ姿勢入力信号548からの偏差）を示す。
いくつかの実装形態では、航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、選択された航空機トリムピッチ姿勢値から命令された航空機ピッチ姿勢フィードバックを減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号を生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号に利得を適用することによって航空機のピッチトリムレートフィードバック信号を生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップはまた、航空機のピッチトリムレートフィードバック信号を制限することに基づいて制限された航空機ピッチレートコマンド値を生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、制限された航空機ピッチレートコマンド値、ピッチ姿勢入力信号、及びピッチトリムフィードバックに基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号を生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップはまた、増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号を生成するために航空機ピッチレートコマンド誤差信号を増幅するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号を制限することに基づいてピッチ角加速度コマンドを生成するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップはまた、ピッチレートコマンドを生成するためにピッチ角加速度コマンドを積分するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、ピッチ姿勢レートコマンドを生成するためにピッチレートコマンドに座標変換を適用するステップを含む。航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するステップは、航空機のピッチ姿勢コマンドを生成するためにピッチ姿勢レートコマンドを積分するステップをさらに含む。例えば、ピッチコマンドモデル506は、図9を参照して説明したように航空機のピッチ姿勢コマンド550を生成する。
図20は、図1、図2A〜図2D、及び図3A〜図3Dの航空機100などの航空機を制御するための方法2000の特定の例を示している。方法2000は、図1及び図4〜図14の制御回路130などの制御回路又はその構成要素によって実行され得る。
方法2000は、2002において、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度を生成するために、航空機の重力補償された長手方向加速度をフィルタリングするステップを含む。例えば、重力補償された長手方向加速度は、図6の重力補償された長手方向加速度信号622を含むか又はそれに対応し得る。フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度は、図13のハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344を含むか又はそれに対応し得る。説明すると、第1のローパスフィルタ1312及び第1のコンバイナ1322は、図13を参照して説明したように、ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344を生成するために、重力補償された長手方向加速度信号622をハイパスフィルタリングするように機能する。
方法2000は、2004において、航空機のフィルタリングされたスピードを生成するために航空機のスピードをフィルタリングするステップを含む。例えば、スピードは、水平速度などの図4の航空機速度422を含むか又はそれに対応し得る。説明すると、第2のローパスフィルタ1314及び第2のコンバイナ1324は、図13を参照して説明したように、航空機速度422をハイパスフィルタリングして、ハイパスフィルタリングされた航空機速度1348を生成するように機能する。
方法2000は、2006において、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度及びフィルタリングされたスピードに基づいて、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差を生成するステップを含む。例えば、第3のコンバイナ1326は、ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344と（ハイパスフィルタリングされた航空機速度1348に基づいて生成される）フィルタリングされた加速度フィードバック1350とを合成してオフセット値1352を生成し、除算器1332は図13を参照して説明したように、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356を生成するために、オフセット値1352を推進器感度値1242で除算する。
方法2000は、2008において、フィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値を生成するために長手方向スラストエフェクタコマンド値をフィルタリングするステップを含む。例えば、長手方向スラストエフェクタコマンド値は、図4の推進器フィードバック値432、図5の推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566、又は図6のナセル角フィードバック664を含むか又はそれに対応する。説明すると、第3のローパスフィルタ1316は、図13を参照して説明したように、ローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358を生成するために推進器の集合体ブレードピッチフィードバック566をローパスフィルタリングする。他の実装形態では、フィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値は、図4を参照して説明したように、フィードバック値とは対照的に、センサデータに基づいて決定された測定値に基づいて生成されるローパスフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値である。
方法2000は、2010において、目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値を生成するステップを含み、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差及びフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値に基づいて生成される。例えば、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値は、図4の予測される推進器トリム値444、図6の予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562、又は図6の予測されるプロップローターのナセル角トリム値662を含むか又はそれに対応する。説明すると、第4のコンバイナ1328は、（オフセット値1352に基づいて生成される）フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356とローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358とを合成することに基づいて562を生成する。
方法2000は、2012において、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値に基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタを調整するステップを含む。例えば、推進器アクチュエーター116は、図4を参照して説明したように、（予測される推進器トリム値444に基づいて生成される）推進器コマンド452に基づいて推進器112、114の1つ又は複数の構成要素を調整する。
いくつかの実装形態では、航空機の長手方向スラストエフェクタは、プロペラ、プロップローター、ローター、ダクテッドファン、二重反転プロペラ、ターボジェットエンジン、ターボファンエンジン、又はロケットを含むか又はそれらに対応する。特定の実装形態では、目標水平状態は、対気速度保持状態又は加速度保持状態を含むか又はそれに対応する。
いくつかの実装形態では、長手方向スラストエフェクタはアクチュエーターによって調整される。例えば、推進器112、114は、図1を参照して説明したように、推進器アクチュエーター116によって調整される。特定の実装形態では、アクチュエーターは、推進器集合体アクチュエーター、推進器サイクリックアクチュエーター、ナセルアクチュエーター、推進器ノズルアクチュエーター、又は燃料流量アクチュエーターを含むか又はそれらに対応する。追加的又は代替的に、長手方向スラストエフェクタを調整するステップは、対気速度保持状態又は加速度保持状態で航空機を動作させる。
特定の実装形態では、重力補償された長手方向加速度を生成するステップは、選択されたトリムピッチ姿勢値の正弦値及び命令されたピッチ姿勢の正弦値を減算することによって基準からのピッチ姿勢偏差を生成するステップと、基準からのピッチ姿勢偏差に重力定数による加速度を乗算することによって、重力補償された長手方向加速度を生成するステップと、を含む。例えば、コンバイナ616は、選択されたピッチ姿勢トリム値の正弦値1134と航空機のピッチ姿勢コマンドの正弦値1136とを減算することによって長手方向加速度信号1138を生成する。重力乗算器618は、長手方向加速度信号1138に重力定数による加速度（例えば、約9．8メートル毎秒毎秒）を乗算することによって、重力補償された長手方向加速度信号622を生成する。
いくつかの実装形態では、選択されたピッチ姿勢トリム値546は、図5を参照して説明したように、制御回路130が高速モードで動作しており、レジーム信号540が高いスピードモードを示す場合など、目標垂直状態についての予測されるピッチ姿勢トリム値442に基づいて生成される。
いくつかの実装形態では、長手方向スラストエフェクタコマンド値は、センサデータに基づいて決定された測定値又は前の長手方向スラストエフェクタコマンド値を含むフィードバック値である。例えば、推進器フィードバック値432は、図4を参照して説明したように、図1のセンサ132からのセンサデータに基づいて生成されるか、又は推進器コマンド452の前の値（例えば、フィードバック値）に基づいて生成される。
いくつかの実装形態では、方法2000は、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度からフィルタリングされた加速度フィードバックを減算することに基づいてオフセット値を生成するステップをさらに含み、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差を生成するステップは、オフセット値をプロペラ感度値で除算するステップを含み、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値を生成するステップは、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差とフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値とを合成するステップを含む。例えば、第3のコンバイナ1326は、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号1344からフィルタリングされた加速度フィードバック1350を減算することによってオフセット値1352を生成し、除算器1332は、オフセット値を推進器感度値1242で除算してフィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356を生成する。第4のコンバイナ1328は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356とローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358とを合成することによって、予測される推進器の集合体ブレードのピッチトリム値562を生成する。
いくつかの実装形態では、方法2000は、航空機のスピード又はプロペラ回転スピードに基づいてプロペラ感度スケジュールに対してテーブルルックアップを実行することによってプロペラ感度値を生成するステップをさらに含む。例えば、推進器感度スケジューラ1222は、航空機速度422に基づいてプロペラ感度スケジュールに対してテーブルルックアップを実行することによって推進器感度値1242を生成する。
いくつかの実装形態では、方法2000は、目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンドを生成するステップをさらに含む。特定の実装形態では、目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンドを生成するステップは、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差とフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値とを合成することに基づいて予測される長手方向スラストエフェクタトリム値を生成するステップであって、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差はオフセット値に基づいて生成されるステップと、合成された推進器コマンドを生成するためにデルタ推進器コマンドを予測される長手方向スラストエフェクタトリム値と合成するステップと、長手方向スラストエフェクタコマンドを生成するために合成された推進器コマンドを制限するステップと、含む。例えば、第4のコンバイナ1328は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差1356とローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック1358とを合成することに基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562を生成し、コンバイナ516は、合成された推進器コマンド564を生成するためにデルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560を予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値562と合成し、推進器制限回路518は、推進器コマンド452を生成するために合成された推進器コマンド564を制限する。
いくつかの実装形態では、デルタ推進器コマンドは、スピード選択モードの加速度コマンドに基づいて生成される。例えば、加速度コントローラー512は、高速レジーム又はモードを示すレジーム信号540に基づいて第2のスイッチ530からスピード選択モードの加速度コマンドを受け取る。そのような実装形態では、スピード選択モードの加速度コマンド552を生成するステップは、ピッチ独立加速度コマンドを生成するためにパイロット入力に基づいてテーブルルックアップを実行するステップと、ピッチ独立加速度コマンドに基づいてピッチ独立スピードコマンドを生成するステップとを含む。例えば、スピード選択回路508は、ピッチ独立加速度コマンド1032を生成するために、（スラストインセプタ522へのパイロット入力に基づいて生成される）vドットコマンド信号542に基づいてテーブルルックアップを実行し、積分器1022は、ピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を積分することにより、ピッチ独立加速度コマンド1032に基づくピッチ独立スピードコマンド1038を生成する。スピード選択モードの加速度コマンド552を生成するステップは、ピッチ独立スピードコマンドから航空機のスピードを減算することに基づいてスピード誤差信号を生成するステップと、スピードフィードバック加速度コマンドを生成するためにスピード誤差信号に利得を適用するステップと、スピード選択モードの加速度コマンドをスイッチに出力するステップと、をさらに含む。例えば、第2のコンバイナ1024は、ピッチ独立スピードコマンド1038から航空機速度422を減算することに基づいてスピード誤差信号1040を生成し、第2の増幅器1026は、スピード誤差信号1040に速度誤差利得（F（verr））を適用して、スピード選択モードの加速度コマンド552を生成して、スピード選択モードの加速度コマンド552を第2のスイッチ530に出力する。
いくつかの実装形態では、スピード選択モードの加速度コマンドを生成するステップは、スピード誤差信号に基づいてウォッシュアウト信号を生成するステップと、ピッチ独立加速度コマンドからウォッシュアウト信号を減算することに基づいてピッチ独立加速度コマンド誤差信号を生成するステップとをさらに含む。例えば、第3の増幅器1030（例えば、ウォッシュアウト増幅器）は制限スピード誤差フィードバック信号1044を受け取り、ウォッシュアウト信号1046を生成するためにウォッシュアウト利得Kwoを制限スピード誤差フィードバック信号1044に適用し、第1のコンバイナ1016は、ピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を生成するために、ピッチ独立加速度コマンド1032からウォッシュアウト信号1046を減算する。特定の実装形態では、ピッチ独立スピードコマンド1038を生成するステップは、ピッチ独立スピードコマンド1038を生成するためにピッチ独立加速度コマンド誤差信号1034を積分するステップを含む。
いくつかの実装形態では、デルタ推進器コマンドは、加速度コマンドモードの加速度コマンドに基づいて生成され、方法2000は、ピッチ独立加速度コマンド及び重力増幅された長手方向加速度コマンドに基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンドを生成するステップをさらに含む。例えば、加速度コマンド回路510は、図11を参照して説明したように、ピッチ独立加速度コマンド1032と重力補償されたコマンド1142とに基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド554を生成する。特定の実装形態では、ピッチ独立加速度コマンド1032はパイロット入力に基づいて生成される。例えば、スラストインセプタ522はパイロット入力を受け取り、パイロット入力に基づいてvドットコマンド信号542を生成する。
いくつかの実装形態では、方法2000は、加速度フィードフォワードコマンドとして加速度コマンドをコンバイナに提供するステップをさらに含む。例えば、加速度コントローラー512は、選択された加速度コマンド556をフィードフォワード加速度コマンド1232として第2のコンバイナ1218に提供する。加速度コマンドは、スピード選択モードの加速度コマンド552又は加速度コマンドモードの加速度コマンド554に対応する。方法2000は、加速度コマンドと航空機の測定加速度とに基づいて加速度誤差信号を生成するステップを含む。例えば、第1のコンバイナ1212は、選択された加速度コマンド556と航空機の測定加速度、すなわち入力vドット1230とを合成することに基づいて加速度誤差信号1234を生成する。方法2000は、加速度フィードバックコマンドを生成するために加速度誤差信号に利得を適用するステップを含む。例えば、第1の増幅器1214は、加速度フィードバックコマンド1236を生成するために加速度誤差信号1234に加速度フィードバック利得（Kvdfb）を適用する。方法2000は、制限された加速度フィードバックコマンドを生成するために加速度フィードバックコマンドを制限する権限を含む。例えば、権限リミッタ1216は、加速度フィードバックコマンド1236を制限して、1つ又は複数の権限制限閾値に基づいて制限された加速度フィードバックコマンド1238を生成する。方法2000は、コンバイナによって、制限された加速度フィードバックコマンド及びフィードフォワード加速度コマンドに基づいて合成された加速度コマンドを生成するステップを含む。例えば、コンバイナ1218は、制限された加速度フィードバックコマンド1238とフィードフォワード加速度コマンド1232とを合成することに基づいて、合成された加速度コマンド1240を生成する。方法2000は、合成された加速度コマンドを推進器スラスト感度値で除算することに基づいてデルタ推進器コマンドを生成するステップを含み、推進器コマンドはデルタ推進器コマンドにさらに基づいて生成される。例えば、除算器1220は、合成された加速度コマンド1240を推進器感度値1242で除算することに基づいてデルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド560を生成する。
図15〜図20の方法1500〜2000は、特定用途向け集積回路（ASIC）、中央処理装置（CPU）などの処理装置、コントローラー、別のハードウェアデバイス、ファームウェアデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）デバイス、又はそれらの任意の組み合わせによって開始又は制御されてもよい。一例として、図15の方法1500を、制御システムに含まれる1つ又は複数のプロセッサなどの1つ又は複数のプロセッサによって開始又は制御することができる。いくつかの実装形態では、図15〜図20の方法のうちの1つの一部は、図15〜図20の方法のうちの1つの第2の部分と組み合わされてもよい。さらに、図15〜図20を参照して説明した1つ又は複数の動作は任意選択であってもよく、少なくとも部分的に同時に実行されてもよく、及び／又は図示若しくは説明したものとは異なる順序で実行されてもよい。
図21及び図22を参照すると、本開示の例は、図21のフローチャートによって示されるようなビークルの製造及び保守方法2100、並びに図22のブロック図2200によって示されるようなビークル2202の文脈で説明される。図21のビークルの製造及び保守方法2100によって製造された図22のビークル2202のようなビークルは、例示的で非限定的な例として、航空機、飛行船、ロケット、衛星、潜水艦、又は別のビークルを含むことができる。ビークル2202は有人又は無人（例えば、ドローン又は無人航空ビークル（UAV））であり得る。
図21を参照すると、制御回路の製造及び保守方法の例示的な例のフローチャート2100が示され指定されている。製造準備中に、例示的な方法2100は、2102において、図22を参照して説明されたビークル2202などのビークルの仕様及び設計を含む。ビークル2202の仕様及び設計中に、方法2100は、図1の制御回路130などの制御回路の設計を指定するステップを含み得る。2104において、方法2100は材料調達を含む。例えば、方法2100は、ビークル2202の制御回路用の材料を調達するステップを含み得る。
製造中、方法2100は、2106において、構成要素及び部分組立品の製造、及び2108において、ビークル2202のシステム統合を含む。方法2100は、ビークル2202の構成要素及び部分組立品の製造（例えば、図1の制御回路130の製造及び／又はプログラミング）及びシステム統合（例えば、図1の制御回路130をビークル2202の1つ又は複数の構成要素に結合する）を含み得る。2110において、方法2100は、ビークル2202の認証及び搬送、そして2112において、ビークル2202を就航中にすることを含む。認証及び搬送は、検査又は非破壊検査によって図1の制御回路130を認証するステップを含み得る。顧客の就航中、ビークル2202は、（修正、再構成、改修などを含み得る）日常の整備及び保守点検のためにスケジュールされ得る。2114において、方法2100は、ビークル2202に対して整備及び保守点検を行うステップを含む。方法2100は、制御回路130の整備及び保守点検を実行するステップを含み得る。例えば、通信システムの整備及び保守点検は、制御回路130を交換すること、又は制御回路130を更新することを含み得る。
方法2100の各プロセスを、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって実行することができる。この説明の目的のために、システムインテグレータは、非限定的に、任意の数のビークル製造業者及び主要システムの下請業者を含んでもよく、第三者は、非限定的に、任意の数のベンダ、下請業者、及びサプライヤを含んでもよく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍部、サービス組織等であってもよい。
図22を参照すると、図1の制御回路130などの制御回路を含むビークル2202の例示的な実装形態のブロック図2200が示されている。説明すると、ビークル2202は、例示的で非限定的な例として航空機を含み得る。ビークル2202は、図21の方法2100の少なくとも一部によって製造されたものであり得る。図22に示すように、ビークル2202（例えば、図1の航空機100）は、機体2218、内部2222、制御回路130、及び複数のシステム2220を含む。複数のシステム2220は、推進システム2224、電気システム2226、環境システム2228、又は油圧システム2230のうちの1つ又は複数が含み得る。制御回路130は、ピッチトリム予測回路402、推進器トリム予測回路404、又はその両方を含み得る。制御回路130（又はその構成要素）は、図15〜図20の方法1500〜2000のうちの1つ又は複数のステップを実行するように、及び／又は図1を参照して説明したように構成され得る。
本明細書に含まれる装置及び方法は、図21の方法2100の段階のうちの任意の1つ又は複数の間に採用され得る。例えば、製造プロセス2108に対応する構成要素又は部分組立品は、例えば限定するものではないが、2112で、ビークル2202の就航中に製造される構成要素又は部分組立品と同様の方法で製造され得る。また、製造段階（例えば方法2100の段階2102〜2110）中に、例えばビークル2202の組み立てを実質的に促進するか又はコストを削減することによって、1つ又は複数の装置の実装形態、方法の実装形態、又はそれらの組み合わせを利用することができる。同様に、例えば限定するものではないが、2112で、ビークル2202の就航中に1つ又は複数の装置の実装形態、方法の実装形態、又はそれらの組み合わせを、2114で、整備及び保守点検に利用することができる。
本明細書に記載の例の説明は、様々な実装形態の構造の一般的理解を提供することを意図している。これらの図は、本明細書に記載の構造又は方法を利用する装置及びシステムのすべての要素及び特徴の完全な説明として役立つことを意図するものではない。本開示を検討すれば、他の多くの実装形態が当業者には明らかとされよう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造的及び論理的な置換及び変更を行うことができるように、他の実装形態を利用して本開示から導出することができる。例えば、方法の動作は、図に示されているのとは異なる順序で実行されてもよく、1つ又は複数の方法の動作は省略されてもよい。したがって、本開示及び図は、限定的ではなく例示的と見なされるべきである。
さらに、本明細書では特定の例を図示し説明してきたが、同じ又は類似の結果を達成するように設計された後続の任意の構成を、示した特定の実装形態の代わりに使用できることを理解されたい。本開示は、様々な実装形態のありとあらゆるその後の適応又は変形を網羅することを意図している。上記の実装形態と、本明細書に具体的に説明されていない他の実装形態との組み合わせは、説明を検討すれば当業者には明らかとされよう。
さらに、本開示は、以下の条項に係る実施形態を含む。
条項1．航空機速度（422）及び基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）に基づいて、航空機（100）の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）を生成する推進器トリム予測回路（404）と、
予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452、564）を出力する出力回路（516、518）であって、推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452、564）は航空機（100）の推進器（112、114）の集合体ブレードピッチ角の調整を引き起こすように構成される、出力回路（516、518）と、
を備える、制御回路（130）。
条項2．予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値が、航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態についてのスラストの大きさを生成する推進器の集合体ブレードピッチ角設定の推定値である、条項1に記載の制御回路。
条項3．出力回路が、コンバイナ（516）、推進器制限回路（518）、又はそれらの組み合わせを備え、推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは推進器によって生成されるスラストの大きさを調整するように構成され、推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態で航空機を動作させるように構成される、条項1又は2に記載の制御回路。
条項4．航空機速度（422）及び航空機のピッチ姿勢（424）に基づいて航空機の目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するピッチ姿勢トリム予測回路（402）をさらに備え、基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）は、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて生成される、条項1から3のいずれか一項に記載の制御回路。
条項5．推進器トリム予測回路（404）が、1つ又は複数のパイロット入力に基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（562）を生成するように構成され、1つ又は複数のパイロット入力は、ピッチトリムインセプタ入力（524）、ピッチ制御インセプタ入力（526）、又はその両方を含む、条項1から4のいずれか一項に記載の制御回路。
条項6．レジーム信号（540）に基づいて選択されたピッチ姿勢トリム値として予測されるピッチ姿勢トリム値（442）又は命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を出力するスイッチ（528）をさらに備え、基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）は選択されたピッチ姿勢トリム値（546）に基づいて生成される、条項1から5のいずれか一項に記載の制御回路。
条項7．航空機（100）を制御するための方法（1500）であって、
航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて航空機の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するステップ（1502）と、
予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて航空機の推進器の推進器集合体ブレードピッチ角を調整するステップ（1504）と、
を含む、方法（1500）。
条項8．選択された航空機トリムピッチ姿勢値の正弦値（1134）及び命令されたピッチ姿勢の正弦値（1136）に基づいて重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）を生成するステップであって、予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（442）は、重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）に基づいて生成される、ステップをさらに含む、条項7に記載の方法。
条項9．レジーム信号（540）に基づいてスピード選択モード（508）で動作するステップをさらに含み、スピード選択モードで動作するステップは、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）に基づいてピッチ独立スピードコマンド（1038）を生成するステップであって、ピッチ独立加速度コマンド（1032）は、1つ又は複数のパイロット入力（542）に基づいて生成される、ステップと、
ピッチ独立スピードコマンド（1038）から航空機速度（422）を減算することに基づいてスピード誤差信号（1040）を生成するステップと、
スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するために、利得関数（1026）をスピード誤差信号（1040）に適用するステップと、
スピード選択加速度コマンド（552）及び予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）を生成するステップであって、推進器の推進器集合体ブレードピッチ角は、推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）に基づいて調整される、ステップと、
を含む、条項7又は8に記載の方法。
条項10．レジーム信号（540）に基づいて加速度コマンドモード（510）で動作するステップをさらに含み、加速度コマンドモードで動作するステップは、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）及び重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成するステップであって、ピッチ独立加速度コマンド（1032）は、1つ又は複数のパイロット入力（542）に基づいて生成される、ステップと、
加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）と予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）とに基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）を生成するステップであって、推進器の推進器集合体ブレードピッチ角は推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）に基づいて調整される、ステップと、
を含む、条項7から9のいずれか一項に記載の方法。
条項11．航空機が複合ヘリコプター、マルチローター航空機、高速垂直離着陸（VTOL）航空機、又はそれらの組み合わせである、条項7から10のいずれか一項に記載の方法。
条項12．航空機速度（422）及び航空機（100）のピッチ姿勢（424）に基づいて航空機（100）の目標状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するピッチ姿勢トリム予測回路（402）と、
予測されるピッチ姿勢トリム値（442）とピッチ制御インセプタ（526）からのパイロット入力信号（548）とに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を出力する出力回路（506、514）であって、航空機のピッチ姿勢コマンド（550）は航空機のピッチ角の調整を引き起こすように構成されている、出力回路（506、514）と、
を備える、制御回路（130）。
条項13．レジーム信号（540）に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値（442）又は命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を選択されたピッチ姿勢トリム値（546）として出力するスイッチ（528）であって、ピッチ姿勢トリムコマンド（550）は選択されたピッチ姿勢トリム値（546）に基づいて生成される、スイッチ（528）をさらに備える、条項12に記載の制御回路。
条項14．命令されたピッチ姿勢トリム値（544）が、1つ又は複数のパイロット入力に基づいて生成され、航空機速度（422）とは無関係に生成される、条項13に記載の制御回路。
条項15．出力回路が、ピッチコマンドモデル（506）、ピッチ姿勢コントローラー（514）、又はそれらの組み合わせを備え、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）は、航空機の高度保持状態又は垂直速度保持状態に対する航空機の推定ピッチ姿勢である、条項12から14のいずれか一項に記載の制御回路。
条項16．航空機のピッチ姿勢コマンド（550）に基づいて高度保持状態又は垂直速度保持状態で航空機を動作させる航空機ピッチ制御面の航空機ピッチ姿勢コマンド（454、558）を生成し、
航空機ピッチ制御面の航空機ピッチ姿勢コマンド（454、558）をピッチモーメント制御アクチュエーター（520）に送信する
ピッチ姿勢コントローラー（514）をさらに備える、条項12から15のいずれか一項に記載の制御回路。
条項17．航空機を制御するための方法（1700）であって、
航空機速度（422）及び航空機のピッチ姿勢（424）に基づいて航空機の目標状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するステップ（1702）と、
予測されるピッチ姿勢トリム値（442）及びピッチ制御インセプタ（526）からのパイロット入力信号（548）に基づいて航空機ピッチ姿勢コマンド（550、948）を調整するステップ（1704）と、
を含む、方法（1700）。
条項18．航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するステップが、
選択された航空機トリムピッチ姿勢値（546）から命令された航空機ピッチ姿勢フィードバック（948）を減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号（932）を生成するステップと、
航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号（932）に基づいて制限された航空機ピッチレートコマンド値（936）を生成するステップと、
制限された航空機ピッチレートコマンド値（936）、ピッチ姿勢入力信号（548）、及びピッチトリムフィードバック（938）に基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）を生成するステップであって、航空機のピッチ姿勢コマンド（550）は航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）に基づいて生成される、ステップと、
を含む、条項17に記載の方法。
条項19．予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を推進器トリム予測回路（404）に出力するステップをさらに含み、推進器トリム予測回路（404）は予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（562）を生成するように構成される、条項17又は18に記載の方法。
条項20．ピッチ姿勢トリム値（442）を加速度コマンド回路（510）に出力するステップをさらに含み、加速度コマンド回路（510）は、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて加速度コマンド（554）を生成するように構成される、条項17から19のいずれか一項に記載の方法。
条項21．航空機（100）の垂直速度（534）の成分（732）に基づいてフィルタリングされた速度（734、736）を生成する第1のフィルタ（704、704及び706）と、
航空機の測定されたピッチ姿勢（424）に基づいてフィルタリングされたピッチ姿勢（752）を生成する第2のフィルタ（724）と、
目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）、航空機の水平速度（422）に基づいて生成された予測されるピッチ姿勢トリム値、フィルタリングされた速度（734、736）、及びフィルタリングされたピッチ姿勢（752）を生成する出力回路（730）であって、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）は、飛行制御エフェクタ（112、114、128）を調整させるように構成されている、出力回路（730）と、
を備える、制御回路（130、402）。
条項22．飛行制御エフェクタが飛行制御面（128）又は推進器（112、114）を備え、目標垂直状態が垂直速度保持状態又は高度保持状態を含む、条項21に記載の制御回路。
条項23．推進器が、プロペラ、プロップローター、ダクテッドファン、逆回転ファン、ターボジェットエンジン、ターボファンエンジン、又は他の長手方向スラストエフェクタを備え、飛行制御面が、エレベータ、フラップ、スラット、フラッペロン、スポイラー、タブ、又は他のピッチ姿勢制御面を含む、条項22に記載の制御回路。
条項24．航空機の垂直速度の成分が航空機の反転された垂直速度（732）を含み、第1のフィルタは、ハイパスフィルタリングされた垂直速度（736）を生成するために、反転された垂直速度（732）をハイパスフィルタリングするハイパスフィルタを備える、条項21、22、又は23のいずれか一項に記載の制御回路。
条項25．ハイパスフィルタが、
ローパスフィルタリングされた垂直速度（734）を生成するために、反転された垂直速度（732）をローパスフィルタリングするローパスフィルタ（704）と、
ハイパスフィルタリングされた垂直速度（736）を生成するために、反転された垂直速度（732）からローパスフィルタリングされた垂直速度（734）を減算するコンバイナと、
を備える、条項24に記載の制御回路。
条項26．第2のフィルタが、ローパスフィルタリングされた測定されたピッチ姿勢（752）を生成するために、測定されたピッチ姿勢（424）をローパスフィルタリングするローパスフィルタを備える、条項21から25のいずれか一項に記載の制御回路。
条項27．水平飛行中のピッチ姿勢の事前推定値（754）を受け取り、
水平飛行中のピッチ姿勢のフィルタリングされた事前推定値（758）を生成するために、水平飛行中のピッチ姿勢の事前推定値（754）をフィルタリングし、出力回路は、水平飛行中のピッチ姿勢のフィルタリングされた事前推定値（758）にさらに基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するコンバイナ（730）を含む、
第3のフィルタ（726及び728）をさらに備える、条項21から26のいずれか一項に記載の制御回路。
条項28．航空機を制御する方法（1900）であって、
航空機の垂直速度（534）を受け取るステップ（1902）と、
航空機の水平速度（422）を受け取るステップ（1904）と、
フィルタリングされた垂直速度（734、736）を生成するために、航空機の垂直速度（534）の成分（732）をフィルタリングするステップ（1906）と、
フィルタリングされたピッチ姿勢（752）を生成するために、航空機の測定されたピッチ姿勢（424）をフィルタリングするステップ（1908）と、
目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するステップ（1910）であって、予測されるピッチ姿勢トリム値は、水平速度、フィルタリングされた垂直速度（734、736）、及びフィルタリングされたピッチ姿勢（752）に基づいて生成される、ステップ（1910）と、
予測されるピッチ姿勢トリム値に基づいて飛行制御エフェクタ（112、114、128）を調整するステップ（1912）と、
を含む、方法（1900）。
条項29．飛行制御エフェクタが航空機の飛行制御面（128）を備え、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて飛行制御面（410）を調整するステップが、
予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて目標垂直状態に対するピッチ姿勢コマンド（454、550、558）を生成するステップと、
ピッチ姿勢コマンド（454、558）に基づいて航空機の飛行制御面（128）を調整するステップと、
を含む、条項28に記載の方法。
条項30．予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンド（452、652）を生成するステップと、
長手方向スラストエフェクタコマンド（452、652）に基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）を調整するステップと、
をさらに含む、条項28又は29に記載の方法。
条項31．飛行制御エフェクタが航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）を備え、方法は、
予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562、662）を生成するステップと、
予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562、662）に基づいて目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンド（452、652）を生成するステップと、
長手方向スラストエフェクタコマンド（452、652）に基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）を調整するステップと、
をさらに含む、条項28、29、又は30のいずれか一項に記載の方法。
条項32．第2の目標垂直状態に対する第2の予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するステップと、
パイロット入力に基づいて命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を生成するステップと、
レジーム制御信号に基づいて、命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を選択されたピッチ姿勢トリム値（546）として選択するステップと、
選択されたピッチ姿勢トリム値に基づいてかつ第2の予測されるピッチ姿勢トリム値（442）とは無関係に飛行制御エフェクタ（112、114、128）を調整するステップ（116、410）と、
をさらに含む、条項28から31のいずれか一項に記載の方法。
条項33．選択された対気速度（746）及びフィルタリングされた垂直速度（734）に基づいて垂直飛行経路角信号（744）を生成するステップであって、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）は垂直飛行経路角信号（744）にさらに基づいて生成される、ステップをさらに含む、条項28から32のいずれか一項に記載の方法。
条項34．フィルタリングされた垂直加速度（738）を生成するために、ハイパスフィルタリングされた垂直速度（736）をフィルタリングするステップと、
飛行経路角信号（740）の時間変化率信号を生成するために、フィルタリングされた垂直加速度（738）に逆の選択スピード（748）を乗算するステップと、
第1の信号（742）を生成するために飛行経路角信号（740）の時間変化率を垂直減衰微分（Zw、714）で除算するステップであって、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）は第1の信号（742）にさらに基づいて生成される、ステップと、
をさらに含む、条項28から33のいずれか一項に記載の方法。
条項35．垂直飛行経路角（744）と第1の信号（742）とを合成することに基づいてフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号（750）を生成するステップをさらに含み、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するステップは少なくともフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号（750）とフィルタリングされたピッチ姿勢（752）とを合成するステップを含む、条項34に記載の方法。
条項36．フィルタリングされた垂直加速度（738）を生成するためにハイパス垂直速度（736）をフィルタリングするステップと、
第2の信号（812）を生成するためにフィルタリングされた垂直加速度（738）を正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分（Zalpha、802）で除算するステップであって、予測されるピッチ姿勢トリム値（442）は第2の信号（812）にさらに基づいて生成される、ステップと、
をさらに含む、条項28から35のいずれか一項に記載の方法。
条項37．垂直飛行経路角（744）と第2の信号（812）とを合成することに基づいてフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号（750）を生成するステップをさらに含み、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するステップは少なくともフィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号（750）とフィルタリングされたピッチ姿勢（752）とを合成するステップを含む、条項36に記載の方法。
条項38．予測されるピッチ姿勢トリム値（442）及びピッチ姿勢入力信号（548）に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するステップと、
航空機のピッチ姿勢コマンド（550）をピッチコントローラー（410、514）に出力するステップであって、飛行制御エフェクタ（128）は航空機のピッチ姿勢コマンド（550）に基づいてピッチコントローラーによって調整される、ステップと、
をさらに含む、条項28から37のいずれか一項に記載の方法。
条項39．航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するステップが、
選択された航空機トリムピッチ姿勢値（546）から命令された航空機ピッチ姿勢フィードバック（948）を減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号（932）を生成するステップと、
航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号（932）に基づいて制限された航空機トリムピッチコマンド値（936）を生成するステップと、
制限された航空機トリムピッチコマンド値（936）、ピッチ姿勢入力信号（548）、及びピッチトリムフィードバック（938）に基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）を生成するステップであって、航空機のピッチ姿勢コマンド（550）は航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）に基づいて生成される、ステップと、
を含む、条項38に記載の方法。
条項40．航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するステップが、
選択された航空機トリムピッチ姿勢値（546）から命令された航空機ピッチ姿勢フィードバック（948）を減算することに基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号（932）を生成するステップと、
航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号（932）に利得（916）を適用することによって航空機ピッチレートコマンド信号（934）を生成するステップと、
航空機ピッチレートコマンド信号（934）を制限することに基づいて制限された航空機ピッチレートコマンド値（936）を生成するステップと、
制限された航空機ピッチレートコマンド値（936）、ピッチ姿勢入力信号（548）、及びピッチトリムフィードバック（938）に基づいて航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）を生成するステップと、
増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）を生成するために、航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）を増幅するステップと、
増幅された航空機ピッチレートコマンド誤差信号（940）を制限することに基づいてピッチ角加速度コマンド（942）を生成するステップと、
ピッチレートコマンド（944）を生成するためにピッチ角加速度コマンド（942）を積分するステップと、
ピッチ姿勢レートコマンド（946）を生成するためにピッチレートコマンド（944）に調整変換（928）を適用するステップと、
航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するためにピッチ姿勢レートコマンド（946）を積分するステップと、
を含む、条項38又は39に記載の方法。
条項41．航空機（100）の重力補償された長手方向加速度（622）をフィルタリングして、フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）を生成する第1のフィルタ（1312、1312及び1322）と、
航空機の速度（422）に基づいて航空機のフィルタリングされたスピード（1348）を生成する第2のフィルタ（1314、1314及び1324、1330）と、
フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）及びフィルタリングされたスピード（1348）に基づいて、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）を生成する中間回路（1326及び1332）と、
長手方向スラストエフェクタコマンド値（566）に基づいて、フィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）を生成する第3のフィルタ（1316）と、
目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）を生成する出力回路（1328）であって、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）及びフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）に基づいて生成され、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）は、航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）を調整させるように構成されている、出力回路（1328）と、
を備える、制御回路（130、404）。
条項42．航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）が、プロペラ、プロップローター、ローター、ダクテッドファン、二重反転プロペラ、ターボジェットエンジン、ターボファンエンジン、又はロケットを含み、目標水平状態は、対気速度保持状態又は加速度保持状態を含む、条項41に記載の制御回路。
条項43．長手方向スラストエフェクタ（112、114）が、アクチュエーター（116）によって調整され、アクチュエーターは、推進器集合体アクチュエーター、推進器サイクリックアクチュエーター、ナセルアクチュエーター、推進器ノズルアクチュエーター、又は燃料流量アクチュエーターを含み、長手方向スラストエフェクタを調整することにより、航空機は対気速度保持状態又は加速度保持状態で動作する、条項41又は42に記載の制御回路。
条項44．第1のフィルタが、重力補正された長手方向加速度（622）をハイパスフィルタリングすることに基づいてハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）を生成するハイパスフィルタ（1312及び1322）を含む、条項41、42又は43のいずれか一項に記載の制御回路。
条項45．第1のフィルタが、
ローパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1342）を生成するために、重力補償された長手方向加速度をローパスフィルタリングするローパスフィルタ（1312）と、
ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）を生成するために、重力補償された長手方向加速度（622）からローパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1342）を減算するコンバイナ（1322）と、
を含む、条項41から44のいずれか一項に記載の制御回路。
条項46．航空機のスピードが航空機の水平速度を含み、第2のフィルタが、航空機のスピード（422）をハイパスフィルタリングすることに基づいてハイパスフィルタリングされた航空機のスピード（1348）を生成するハイパスフィルタ（1314及び1324）を含む、条項41から45のいずれか一項に記載の制御回路。
条項47．航空機のハイパスフィルタリングされたスピード（1348）に制御回路の時定数の逆数の利得値を乗算することに基づいて航空機のフィルタリングされた加速度フィードバック（1350）を生成する利得回路（1330）をさらに備え、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差は、フィルタリングされた加速度フィードバックに基づいて生成される、条項46に記載の制御回路。
条項48．第3のフィルタが、ローパスフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）を生成するために、長手方向スラストエフェクタコマンド値（566）をローパスフィルタリングするローパスフィルタを含む、条項41から47のいずれか一項に記載の制御回路。
条項49．航空機（100）を制御する方法（2000）であって、
フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）を生成するために、航空機の重力補償された長手方向加速度（622）をフィルタリングするステップ（2002）と、
航空機のフィルタリングされたスピード（1348）を生成するために航空機のスピード（422）をフィルタリングするステップ（2004）と、
フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）及びフィルタリングされたスピード（1348）に基づいて、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）を生成するステップ（2006）と、
フィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）を生成するために、長手方向スラストエフェクタコマンド値（566）をフィルタリングするステップ（2008）と、
目標水平状態に対する予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）を生成するステップ（2010）であって、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）は、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）及びフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）に基づいて生成される、ステップ（2010）と、
予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）に基づいて航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）を調整するステップ（2012）と、
を含む、方法（2000）。
条項50．重力補償された長手方向加速度（622）を生成するステップが、
選択されたトリムピッチ姿勢値の正弦値（1134）を生成するために、正弦関数（612）を選択されたトリムピッチ姿勢値（546）に適用するステップと、
ピッチ姿勢コマンドの正弦値（1136）を生成するために、正弦関数（614）をピッチ姿勢コマンド（550）に適用するステップと、
ピッチ姿勢コマンドの正弦値（1136）から選択されたトリムピッチ姿勢値の正弦値（1134）を減算することによって長手方向加速度信号（1138）を生成するステップと、
長手方向加速度信号（1138）に重力定数による加速度（618）を乗算することによって重力補償された長手方向加速度（622）を生成するステップと、
を含む、条項49に記載の方法。
条項51．選択されたトリムピッチ姿勢値（546）が、目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて生成される、条項50に記載の方法。
条項52．長手方向スラストエフェクタコマンド値（566）が、センサデータに基づいて決定された測定値又は前の長手方向スラストエフェクタコマンド値（452）を含むフィードバック値を含む、条項49、50又は51のいずれか一項に記載の方法。
条項53．フィルタリングされた重力補償された長手方向加速度（1344）からフィルタリングされた加速度フィードバック（1350）を減算することに基づいてオフセット値（1352）を生成するステップをさらに含み、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）を生成するステップは、オフセット値（1352）をプロペラ感度値（1242）で除算するステップを含み、予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）を生成するステップは、フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）とフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）とを合成するステップを含む、条項49から52のいずれか一項に記載の方法。
条項54．航空機のスピード（422）又はプロペラ回転スピードに基づいてプロペラ感度スケジュール（1222）に対してテーブルルックアップを実行することによってプロペラ感度値（1242）を生成するステップをさらに含む、条項53に記載の方法。
条項55．目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンド（452）を生成するステップをさらに含み、目標水平状態に対する長手方向スラストエフェクタコマンド（452）を生成するステップは、
フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差（1356）とフィルタリングされた長手方向スラストエフェクタコマンド値（1358）とを合成することに基づいて予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）を生成するステップと、
合成された推進器コマンド（564）を生成するためにデルタ推進器コマンド（560）を予測される長手方向スラストエフェクタトリム値（562）と合成するステップと、
長手方向スラストエフェクタコマンド（452）を生成するために合成された推進器コマンド（564）を制限するステップであって、航空機の長手方向スラストエフェクタ（112、114）は長手方向スラストエフェクタコマンド（452）に基づいて調整される、ステップと、
を含む、条項49から54のいずれか一項に記載の方法。
条項56．スピード選択モードの加速度コマンド（552）又は加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）に基づいてデルタ推進器コマンド（560）を生成するステップをさらに含む、条項55に記載の方法。
条項57．デルタ推進器コマンド（560）がスピード選択モードの加速度コマンド（552）に基づいて生成され、方法がスピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するステップをさらに含み、スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するステップは、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）を生成するためにパイロット入力（542）に基づいてテーブルルックアップを実行するステップと、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）に基づいてピッチ独立スピードコマンド（1038）を生成するステップと、
ピッチ独立スピードコマンド（1038）から航空機のスピード（422）を減算することに基づいてスピード誤差信号（1040）を生成するステップと、
スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するためにスピード誤差信号（1040）に利得（1026）を適用するステップと、
スピード選択モードの加速度コマンド（552）をスイッチ（530）に出力するステップと、
を含む、条項56に記載の方法。
条項58．スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するステップが、
スピード誤差信号（1040）に基づいてウォッシュアウト信号（1046）を生成するステップと、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）からウォッシュアウト信号（1046）を減算することに基づいてピッチ独立加速度コマンド誤差信号（1034）を生成するステップであって、ピッチ独立スピードコマンド（1038）を生成するステップは、ピッチ独立スピードコマンド（1038）を生成するためにピッチ独立加速度コマンド誤差信号（1034）を積分するステップを含む、ステップと、
を含む、条項57に記載の方法。
条項59．デルタ推進器コマンド（560）が、加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）に基づいて生成され、方法は、ピッチ独立加速度コマンド（1032）及び重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成するステップであって、ピッチ独立スピードコマンド（1032）はパイロット入力（542）に基づいて生成される、ステップをさらに含む、条項56から58のいずれか一項に記載の方法。
条項60．加速度コマンド（556）を加速度フィードフォワードコマンド（1232）としてコンバイナ（1218）に提供するステップであって、加速度コマンドは、スピード選択モードの加速度コマンド（554）又は加速度コマンドモードの加速度コマンド（556）に対応する、ステップと、
加速度コマンド（556）及び航空機の測定加速度（1230）に基づいて加速度誤差信号（1234）を生成するステップと、
加速度フィードバックコマンド（1236）を生成するために、加速度誤差信号（1234）に利得（1214）を適用するステップと、
制限された加速度フィードバックコマンド（1238）を生成するために、加速度フィードバックコマンド（1236）を権限制限するステップ（1216）と、
コンバイナ（1218）によって、制限された加速度フィードバックコマンド（1238）及びフィードフォワード加速度コマンド（1232）に基づいて合成された加速度コマンド（1240）を生成するステップと、
合成された加速度コマンド（1240）を推進器スラスト感度値（1242）で除算することに基づいてデルタ推進器コマンド（560）を生成するステップであって、推進器コマンド（452、564）はデルタ推進器コマンド（560）にさらに基づいて生成される、ステップと、
をさらに含む、条項55から59のいずれか一項に記載の方法。
条項61．航空機速度（422）及び基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）に基づいて、航空機の目標状態に対する予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）を生成する推進器トリム予測回路（404）と、
予測されるプロップローターのナセルトリム値に基づいてプロップローターナセルコマンド（452、564）を出力する出力回路（406、516、518）であって、プロップローターナセルコマンドは航空機（100）のプロップローター（112、114）のナセル角の調整を引き起こすように構成される、出力回路（406、516、518）と、
を備える、制御回路（130）。
条項62．予測されるプロップローターのナセルトリム値が、航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態についてのスラストの大きさを生成するプロップローターのナセルのピッチ角の推定値を示す、条項61に記載の制御回路。
条項63．プロップローターナセルコマンドが、アクチュエーター（116）に出力され、ピッチ軸線におけるスラストの方向を調整することによって生成されるプロップロータースラストの大きさをアクチュエーターに調整させるように構成され、プロップローターナセルコマンドは、対気速度保持状態又は航空機の加速度保持状態で航空機を動作させるように構成される、条項61又は62に記載の制御回路。
条項64．推進器トリム予測回路（404）が、1つ又は複数のパイロット入力にさらに基づいて予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）を生成するように構成される、条項61から63のいずれか一項に記載の制御回路。
条項65．航空機速度（422）及び航空機のピッチ姿勢（424）に基づいて目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するピッチ姿勢トリム予測回路（402）をさらに備え、基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）は予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて生成される、条項61から64のいずれか一項に記載の制御回路。
条項66．航空機速度（422）を1つ又は複数の閾値と比較することに基づいてレジーム信号（540）を生成し、
レジーム信号（540）を1つ又は複数のスイッチ（528、530）に出力し、レジーム信号は航空機のモードを示し、プロップローターナセルコマンド（452、564）は航空機のモードに基づいて生成される
レジーム認識回路をさらに備える、条項65に記載の制御回路。
条項67．パイロット入力に基づいてピッチ姿勢入力信号（548）を生成するピッチ制御インセプタ（526）と、
ピッチ姿勢入力信号（548）及び予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するピッチコマンドモデル（506）であって、航空機のピッチ姿勢コマンド（550）は航空機を目標垂直状態で動作させるように構成されている、ピッチコマンドモデル（506）と、
をさらに備える、条項65又は66に記載の制御回路。
条項68．第2のパイロット入力に基づいて命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を生成するピッチトリムインセプタ（524）と、
レジーム信号（540）に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値（442）又は命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を選択されたピッチ姿勢トリム値として出力するスイッチ（528）であって、基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）は選択されたピッチ姿勢トリム値（546）に基づいて生成される、スイッチ（528）と、
をさらに備える、条項67に記載の制御回路。
条項69．vドットコマンド信号（542）を生成するスラストインセプタ（522）と、
ピッチ姿勢入力信号（548）を生成するピッチ制御インセプタ（526）と、
vドットコマンド信号（542）に基づいてスピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するスピード選択モード回路（508）と、
vドットコマンド信号（542）及びピッチ姿勢入力信号（548）に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成する加速度コマンドモード回路（510）と、
レジーム信号（540）に基づいてスピード選択モードの加速度コマンド（552）又は加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を選択された加速度コマンド（556）として出力するスイッチ（530）であって、プロップローターナセルコマンド（452、564）は選択された加速度コマンド（556）に基づいて生成される、スイッチ（530）と、
をさらに備える、条項61から68のいずれか一項に記載の制御回路。
条項70．選択された加速度コマンド（556）及び航空機速度（422）に基づいてデルタプロップローターナセル値（660）を生成する加速度コントローラー（512）と、
デルタプロップローターナセル値（660）と予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）とに基づいて合成されたプロップローターナセルコマンド（564）を生成するコンバイナ（516）であって、出力回路（516、518）は、プロップローターナセルコマンド（452、662）を生成するために合成されたプロップローターナセルコマンド（564）を制限する推進器制限回路（518）を備える、コンバイナ（516）と、
をさらに備える、条項69に記載の制御回路。
条項71．航空機が、チルトローター航空機、高速垂直離着陸（VTOL）航空機、又はそれらの組み合わせである、条項70に記載の制御回路。
条項72．チルトローター航空機を制御するための方法（1600）であって、
航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）に基づいて、航空機（100）の目標状態に対する予測されるプロップローターナセルトリム値を生成するステップ（1602）と、
予測されるプロップローターナセルトリム値に基づいて航空機のプロップローターのナセル角を調整するステップ（1604）と、
を含む、方法（1600）。
条項73．入力ピッチコマンド（548）及び選択されたピッチトリム値（546）に基づいて基準からピッチ姿勢偏差（550、622）を生成するステップをさらに含む、条項72に記載の方法。
条項74．航空機速度（422）及び航空機のピッチ姿勢（424）に基づいて予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するステップ（1702）と、
ピッチ姿勢入力信号（548）及び予測されるピッチ姿勢トリム値（442）又は命令されたピッチ姿勢トリム値（544）に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を調整するステップ（1704）と、
をさらに含む、条項72又は73に記載の方法。
条項75．高速モードで動作している間に、
予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するステップと、
ピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）を生成するステップと、
をさらに含む、条項74に記載の方法。
条項76．高速モードで動作している間に、スピード選択モードの加速度コマンド（552）及び予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）に基づいてプロップローターナセルコマンド（452）を生成するステップをさらに含む、条項75に記載の方法。
条項77．スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するステップをさらに含み、スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するステップが、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）に基づいてピッチ独立スピードコマンド（1038）を生成するステップであって、ピッチ独立加速度コマンド（1032）は、1つ又は複数のパイロット入力（542）に基づいて生成される、ステップと、
ピッチ独立スピードコマンド（1038）から航空機速度（422）を減算することに基づいてスピード誤差信号（1040）を生成するステップと、
スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するためにスピード誤差信号（1040）に利得（1026）を適用するステップと、
を含む、条項76に記載の方法。
条項78．低速モードで動作している間に、
命令されたピッチ姿勢トリム値（544）に基づいて航空機のピッチ姿勢コマンド（550）を生成するステップと、
命令されたピッチ姿勢トリム値（544）に基づいて予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）を生成するステップと、
をさらに含む、条項74から77のいずれか一項に記載の方法。
条項79．低速モードで動作している間に、
命令されたピッチ姿勢トリム値（544）に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成するステップと、
加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）及び予測されるプロップローターのナセルトリム値（662）に基づいてプロップローターナセルコマンド（452）を生成するステップと、
をさらに含む、条項78に記載の方法。
条項80．加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成するステップが、
パイロット入力（542）に基づいてテーブルルックアップを実行することによってピッチ独立加速度コマンド（1032）を生成するステップと、
重力補償された長手方向加速度（622）に基づいてテーブルルックアップを実行することによって重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）を生成するステップと、
ピッチ独立加速度コマンド（1032）及び重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成するステップと、
を含む、条項79に記載の方法。
本開示の要約は、請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されるのではないという理解のもとに提出されている。さらに、前述の発明を実施するための形態では、開示を簡素化する目的で、さまざまな特徴をまとめるか又は単一の実装形態で説明することがある。上記の例は本開示を例示するが限定するものではない。また、多くの修正及び変形は、本開示の原理に従って可能であることが理解されるべきである。添付の特許請求の範囲が反映するように、特許請求される主題は、開示された例のうちのいずれかのすべての特徴より少ない特徴に向けられてもよい。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される。
100 航空機
102 推進システム
104 制御システム
112 第1の推進器
114 第2の推進器
116 推進器アクチュエーター
122 インセプタデバイス
124 FADEC
126 FCC
128 制御面
130 制御回路
132 センサ
142 第1のインセプタ
144 第2のインセプタ
400 回路図
402 ピッチトリム予測回路
404 推進器トリム予測回路
406 処理回路
408 処理回路
410 制御面アクチュエーター
412 スラスト入力
414 パイロット入力
422 航空機速度
424 ピッチ姿勢
432 推進器フィードバック値
442 予測されるピッチ姿勢トリム値
444 予測される推進器トリム値
452 推進器コマンド
454 ピッチ姿勢コマンド
460 飛行制御エフェクタ
500 回路図
502 レジーム認識回路
504 積分器
506 ピッチコマンドモデル
508 スピード選択回路
510 加速度コマンド回路
512 加速度コントローラー
514 ピッチコントローラー
516 コンバイナ
518 推進器制限回路
520 ピッチアクチュエーター
522 スラストインセプタ
524 ピッチトリムインセプタ
526 ピッチ制御インセプタ
528 第1のスイッチ
530 第2のスイッチ
534 垂直速度
540 レジーム信号
542 vドットコマンド信号
544 命令されたピッチ姿勢トリム値
546 選択されたピッチ姿勢トリム値
548 ピッチ姿勢入力信号
550 航空機のピッチ姿勢コマンド
552 スピード選択モードの加速度コマンド
554 加速度コマンドモードの加速度コマンド
556 選択された加速度コマンド
558 制御面ピッチコマンド
560 デルタ推進器集合体ブレードピッチコマンド
562 予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値
564 合成された推進器コマンド
566 推進器の集合体ブレードピッチフィードバック
572 アクチュエーター制限
574 エンジン制限
576 推進器制限
600 回路図
612 第1の正弦関数回路
614 第2の正弦関数回路
616 コンバイナ
618 重力乗算器
622 重力補償された長手方向加速度信号
652 ナセル角コマンド
660 デルタナセル角コマンド
662 予測されるプロップローターのナセル角トリム値
664 ナセル角フィードバック
700 回路図
702 インバータ
704 第1のローパスフィルタ
706 第1のコンバイナ
708 第1の乗算器
710 利得回路
712 第2の乗算器
714 垂直減衰微分回路
716 第2のコンバイナ
718 定数
720 比較回路
722 除算器
724 第2のローパスフィルタ
726 第3のローパスフィルタ
728 第3のコンバイナ
730 第4のコンバイナ
732 反転された垂直速度
734 ローパスフィルタリングされた垂直速度信号
736 ハイパスフィルタリングされた垂直速度信号
738 フィルタリングされた垂直加速
740 飛行経路角信号
742 第1の信号
744 垂直飛行経路角信号
746 選択スピード
748 逆の選択スピード
750 フィルタリングされた航空機トリムピッチ偏差信号
752 ローパスフィルタリングされたピッチ姿勢信号
754 推定される航空機ピッチ姿勢
756 ローパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢
758 ハイパスフィルタリングされた推定ピッチ姿勢
760 対気速度閾値
772 座標変換回路
774 変換された垂直速度
800 回路図
802 除算器
804 正規化された次元の航空機の迎え角当たりの垂直力の微分回路
812 第2の信号、正規化信号
900 回路図
912 第1の増幅器
914 第1のコンバイナ
916 第2の増幅器
918 第1の権限リミッタ
920 第2のコンバイナ
922 第3の増幅器
924 第2の権限リミッタ
926 第1の積分器
928 座標変換回路
930 第2の積分器
932 航空機のピッチ姿勢コマンド誤差信号
934 航空機ピッチレートコマンド信号
936 航空機ピッチレートコマンド
938 内側ループフィードバック信号
940 航空機ピッチレートコマンド誤差信号
942 ピッチ角加速度コマンド
944 ピッチレートコマンド
946 ピッチ姿勢レートコマンド
948 外側ループフィードバック信号
1000 回路図
1012 第1の増幅器
1014 比較回路
1016 第1のコンバイナ
1018 スイッチ
1020 接地
1022 積分器
1024 第2のコンバイナ
1026 第2の増幅器
1028 デッドゾーンリミッタ
1030 第3の増幅器
1032 ピッチ独立加速度コマンド
1034 ピッチ独立加速度コマンド誤差信号
1036 制御信号
1038 ピッチ独立スピードコマンド
1040 スピード誤差信号
1042 スピード誤差フィードバック信号
1044 制限スピード誤差フィードバック信号
1046 ウォッシュアウト信号
1100 回路図
1114 第1のコンバイナ
1124 重力増幅器
1134 選択されたピッチ姿勢トリム値の正弦値
1136 航空機のピッチ姿勢コマンドの正弦値
1138 長手方向加速度信号
1142 重力補償コマンド
1200 回路図
1212 第1のコンバイナ
1214 増幅器
1216 権限リミッタ
1218 第2のコンバイナ
1220 除算器
1222 推進器感度スケジューラ
1230 入力vドット
1232 フィードフォワード加速度コマンド
1234 加速度誤差信号
1236 加速度フィードバック信号
1238 制限された加速度フィードバックコマンド
1240 合成された加速度コマンド
1242 推進器感度値
1300 回路図
1312 ローパスフィルタ
1314 ローパスフィルタ
1316 ローパスフィルタ
1322 第1のコンバイナ
1324 第2のコンバイナ
1326 第3のコンバイナ
1328 第4のコンバイナ
1330 利得回路
1332 除算器
1342 ローパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号
1344 ハイパスフィルタリングされた重力補償された長手方向加速度信号
1346 ローパスフィルタリングされた航空機速度
1348 ハイパスフィルタリングされた航空機速度
1350 フィルタリングされた加速度フィードバック
1352 オフセット値
1356 フィルタリングされた長手方向制御エフェクタ誤差
1358 ローパスフィルタリングされた推進器の集合体ブレードピッチフィードバック
1400 回路図
1412 レート制限回路
1414 権限制限回路
1422 レート制限された推進器コマンド
1500 航空機を制御するための方法
1600 チルトローター航空機を制御するための方法
1700 航空機を制御するための方法
1800 航空機を制御するための方法
1900 航空機を制御するための方法
2000 航空機を制御するための方法
2100 ビークルの製造及び保守方法
2200 ブロック図
2202 ビークル
2218 機体
2220 複数のシステム
2222 内部
2224 推進システム
2226 電気システム
2228 環境システム
2230 油圧システム

Claims (16)

  1. 航空機速度（422）及び基準からのピッチ姿勢偏差（550、622）に基づいて、航空機（100）の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）を生成する推進器トリム予測回路（404）と、
    前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452、564）を出力する出力回路（516、518）であって、前記推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452、564）は前記航空機（100）の推進器（112、114）の集合体ブレードピッチ角の調整を引き起こすように構成される、出力回路（516、518）と、
    を備える、制御回路（130）。
  2. 前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値が、前記航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態についてのスラストの大きさを生成する前記推進器の集合体ブレードピッチ角設定の推定値である、請求項1に記載の制御回路。
  3. 前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値が、前記航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態についてのスラストの大きさを生成する前記推進器の集合体ブレードピッチ角設定の推定値である、請求項1又は2に記載の制御回路。
  4. 前記出力回路が、コンバイナ（516）、推進器制限回路（518）、又はそれらの組み合わせを備え、前記推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは前記推進器によって生成されるスラストの大きさを調整するように構成され、前記推進器集合体ブレードピッチ角コマンドは前記航空機の対気速度保持状態又は加速度保持状態で前記航空機を動作させるように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の制御回路。
  5. 前記航空機速度（422）及び前記航空機のピッチ姿勢（424）に基づいて前記航空機の目標垂直状態に対する予測されるピッチ姿勢トリム値（442）を生成するピッチ姿勢トリム予測回路（402）をさらに備え、前記基準からの前記ピッチ姿勢偏差（550、622）は、前記予測されるピッチ姿勢トリム値（442）に基づいて生成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の制御回路。
  6. 前記推進器トリム予測回路（404）が、1つ又は複数のパイロット入力に基づいて前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（562）を生成するように構成され、前記1つ又は複数のパイロット入力は、ピッチトリムインセプタ入力（524）、ピッチ制御インセプタ入力（526）、又はその両方を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の制御回路。
  7. レジーム信号（540）に基づいて選択されたピッチ姿勢トリム値として予測されるピッチ姿勢トリム値（442）又は命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を出力するスイッチ（528）をさらに備え、前記基準からの前記ピッチ姿勢偏差（550、622）は前記選択されたピッチ姿勢トリム値（546）に基づいて生成される、請求項1から6のいずれか一項に記載の制御回路。
  8. 航空機（100）を制御するための方法（1500）であって、前記方法は、
    航空機速度及び基準からのピッチ姿勢偏差に基づいて前記航空機の目標状態に対する予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値を生成するステップ（1502）と、
    前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値に基づいて前記航空機の推進器の推進器集合体ブレードピッチ角を調整するステップ（1504）と、
    を含む、方法（1500）。
  9. 選択された航空機トリムピッチ姿勢値の正弦値（1134）及び命令されたピッチ姿勢の正弦値（1136）に基づいて重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）を生成するステップであって、前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（442）は、前記重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）に基づいて生成される、ステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。
  10. レジーム信号（540）に基づいてスピード選択モード（508）で動作するステップをさらに含み、前記スピード選択モードで動作するステップは、
    ピッチ独立加速度コマンド（1032）に基づいてピッチ独立スピードコマンド（1038）を生成するステップであって、前記ピッチ独立加速度コマンド（1032）は、1つ又は複数のパイロット入力（542）に基づいて生成される、ステップと、
    前記ピッチ独立スピードコマンド（1038）から前記航空機速度（422）を減算することに基づいてスピード誤差信号（1040）を生成するステップと、
    スピード選択モードの加速度コマンド（552）を生成するために、利得関数（1026）を前記スピード誤差信号（1040）に適用するステップと、
    前記スピード選択モードの加速度コマンド（552）及び前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）に基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）を生成するステップであって、前記推進器の前記推進器集合体ブレードピッチ角は、前記推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）に基づいて調整される、ステップと、
    を含む、請求項8又は9に記載の方法。
  11. レジーム信号（540）に基づいて加速度コマンドモード（510）で動作するステップをさらに含み、前記加速度コマンドモードで動作するステップは、
    ピッチ独立加速度コマンド（1032）及び重力増幅された長手方向加速度コマンド（1142）に基づいて加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）を生成するステップであって、前記ピッチ独立加速度コマンド（1032）は、1つ又は複数のパイロット入力（542）に基づいて生成される、ステップと、
    前記加速度コマンドモードの加速度コマンド（554）と前記予測される推進器集合体ブレードピッチトリム値（444、562）とに基づいて推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）を生成するステップであって、前記推進器の前記推進器集合体ブレードピッチ角は前記推進器集合体ブレードピッチ角コマンド（452）に基づいて調整される、ステップと、
    を含む、請求項8から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記航空機が、複合ヘリコプター、マルチローター航空機、高速垂直離着陸（VTOL）航空機、又はそれらの組み合わせである、請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. レジーム信号（540）に基づいて前記予測されるピッチ姿勢トリム値（442）又は命令されたピッチ姿勢トリム値（544）を選択されたピッチ姿勢トリム値（546）として出力するスイッチ（528）であって、前記ピッチ姿勢トリムコマンド（550）は前記選択されたピッチ姿勢トリム値（546）に基づいて生成される、スイッチ（528）をさらに備える、請求項1に記載の制御回路。
  14. 前記命令されたピッチ姿勢トリム値（544）が、1つ又は複数のパイロット入力に基づいて生成され、前記航空機速度（422）とは無関係に生成される、請求項13に記載の制御回路。
  15. 前記出力回路が、ピッチコマンドモデル（506）、ピッチ姿勢コントローラー（514）、又はそれらの組み合わせを備え、前記予測されるピッチ姿勢トリム値（442）は、前記航空機の高度保持状態又は垂直速度保持状態に対する前記航空機の推定ピッチ姿勢である、請求項13又は14に記載の制御回路。
  16. 前記航空機のピッチ姿勢コマンド（550）に基づいて高度保持状態又は垂直速度保持状態で前記航空機を動作させる航空機ピッチ制御面の航空機ピッチ姿勢コマンド（454、558）を生成し、
    前記航空機ピッチ制御面の航空機ピッチ姿勢コマンド（454、558）をピッチモーメント制御アクチュエーター（520）に送信する
    ピッチ姿勢コントローラー（514）をさらに備える、請求項13から15のいずれか一項に記載の制御回路。
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