JP7410685B2 - 測定迎角と推定迎角との間の誤差に基づいて障害を判定するための飛行制御システム - Google Patents
測定迎角と推定迎角との間の誤差に基づいて障害を判定するための飛行制御システム Download PDFInfo
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Description
1つまたは複数のプロセッサー(1032)と、
1つまたは複数のプロセッサー(1032)に結合されたメモリ(1034)であって、メモリ(1034)は、データベース(1044)と、1つまたは複数のプロセッサー(1032)によって実行されたときに、飛行制御システム(18)に、
未加工の迎角(αraw)に基づく測定迎角(αm)を入力として受信させ、
全圧に基づく推定迎角(αest)を入力として受信させ、
誤差を決定するために、測定迎角(αm)と推定迎角(αest)とを比較させ、
測定迎角(αm)と推定迎角(αest)との間の誤差がしきい値を超えていると判定した場合、迎角値を使用して障害の存在を判定させる、プログラムコードと、を含むデータを格納するメモリ(1034)と、
を備えている、飛行制御システム(18)。
モーメントアーム補正項、未加工の迎角(αraw)、航空機の真の対気速度(VtMDL)、および推定マッハ数(MMDL)に基づいて測定迎角(αm)を決定する、
ための命令を実行する、条項2に記載の飛行制御システム(18)。
複数のピトー管(40)からの全空気圧と静圧(Ps)とに基づいて測定動圧(Qbar(m))を決定し、
抗力係数(CD)と揚力係数(CL)の両方に基づいて推定動圧(Qbar(e))を決定し、抗力係数(CD)と揚力係数(CL)とは航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づき、
差を決定するために、測定動圧(Qbar(m))と推定動圧(Qbar(e))とを互いに比較し、
測定動圧(Qbar(m))と推定動圧(Qbar(e))との差が、しきい値時間長さの間、別のしきい値を超えたとの判定に応じて、測定動圧(Qbar(m))の共通モード障害の存在を判定する、
ための命令を実行する、条項4に記載の飛行制御システム(18)。
モーメントアーム補正項、未加工の迎角αraw、および推定動圧(Qbar(e))に基づいて測定迎角(αm)を決定する、
ための命令を実行する、条項5に記載の飛行制御システム(18)。
測定前後加速度(Ax(mea))および測定垂直加速度(Az(mea))を入力として受信し、
抗力係数(CD)および揚力係数(CL)に基づいて推定前後加速度(Ax(est))および推定垂直加速度(Ax(est))を決定し、抗力係数(CD)および揚力係数(CL)は、航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づいており、
推定前後加速度(Ax(est))と推定垂直加速度(Az(est))との第1の差、および測定前後加速度(Ax(mea))と測定垂直加速度(Az(mea))との第2の差の加速度誤差値を決定し、
第1の差と第2の差の加速度誤差値にカルマンゲイン値を乗算することにより残存カルマン値を決定する、
ための命令を実行する、条項1に記載の飛行制御システム(18)。
航空機(10)の推定垂直加速度成分A_N(est)に基づいて迎角の推定変化率(
残存カルマン値と迎角の推定変化率(
推定迎角(αest)を決定するために、残存カルマン値と迎角の推定変化率(
ための命令を実行する、条項7に記載の飛行制御システム。
1つまたは複数のプロセッサー(1032)と、
1つまたは複数のプロセッサー(1032)と通信し、未加工の迎角(αraw)を測定するように構成された複数の迎角センサー(60)と、
1つまたは複数のプロセッサー(1032)と通信し、全圧を測定する複数のピトー管(40)と、
1つまたは複数のプロセッサー(1032)に結合されたメモリ(1034)であって、データベース(1044)と、1つまたは複数のプロセッサー(1032)によって実行されたときに、飛行制御システム(18)に、
未加工の迎角(αraw)に基づく測定迎角(αm)を入力として受信させ、
全圧に基づく推定迎角(αest)を入力として受信させ、
誤差を決定するために、測定迎角(αm)と推定迎角(αest)とを比較させ、
測定迎角(αm)と推定迎角(αest)との間の誤差がしきい値を超えていると判定した場合、複数の迎角センサー(60)の過半数を使用して障害の存在を判定させる、プログラムコードと、を含むデータを格納するメモリ(1034)と、
を備えている、飛行制御システム(18)。
モーメントアーム補正項、未加工の迎角(αraw)、航空機の真の対気速度(VtMDL)、および推定マッハ数(MMDL)に基づいて測定迎角(αm)を決定する、
ための命令を実行する、条項9に記載の飛行制御システム(18)。
複数のピトー管(40)からの全空気圧と静圧(Ps)とに基づいて測定動圧(Qbar(m))を決定し、
抗力係数(CD)と揚力係数(CL)の両方に基づいて推定動圧(Qbar(e))を決定し、抗力係数(CD)と揚力係数(CL)とは航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づき、
差を決定するために、測定動圧(Qbar(m))と推定動圧(Qbar(e))とを互いに比較し、
測定動圧(Qbar(m))と推定動圧(Qbar(e))との差が、しきい値時間長さの間、別のしきい値を超えたとの判定に応じて、測定動圧(Qbar(m))の共通モード障害の存在を判定する、
ための命令を実行する、条項9に記載の飛行制御システム(18)。
モーメントアーム補正項、未加工の迎角αraw、および推定動圧(Qbar(e))に基づいて測定迎角(αm)を決定する、
ための命令を実行する、条項11に記載の飛行制御システム(18)。
測定前後加速度(Ax(mea))および測定垂直加速度(Az(mea))を入力として受信し、
抗力係数(CD)および揚力係数(CL)に基づいて推定前後加速度(Ax(est))および推定垂直加速度(Ax(est))を決定し、
推定前後加速度(Ax(est))と推定垂直加速度(Az(est))との第1の差、および測定前後加速度(Ax(mea))と測定垂直加速度(Az(mea))との第2の差の加速度誤差値を決定し、
第1の差と第2の差との加速度誤差値にカルマンゲイン値を乗算して、残存カルマン値を決定する、
ための命令を実行する、条項9に記載の飛行制御システム(18)。
航空機(10)の推定垂直加速度成分A_N(est)に基づいて迎角の推定変化率(
残存カルマン値と迎角の推定変化率(
推定迎角(αest)を決定するために、残存カルマン値と迎角の推定変化率(
ための命令を実行する、条項13に記載の飛行制御システム。
コンピューター(1030)により、未加工の迎角αrawに基づく測定迎角(αm)を入力として受信するステップと、
コンピューター(1030)により、全圧に基づいて決定される推定迎角(αest)を入力として受信するステップと、
誤差を決定するために、コンピューター(1030)によって測定迎角(αm)と推定迎角(αest)とを比較するステップと、
測定迎角(αm)と推定迎角(αest)との間の誤差がしきい値を超えているとの判定に応じて、迎角値を使用して障害の存在を判定するステップと、
を含む方法。
抗力係数(CD)と揚力係数(CL)の両方に基づいて推定動圧(Qbar(e))を決定し、抗力係数(CD)および揚力係数(CL)は航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づく、ステップと、
差を決定するために、測定動圧(Qbar(m))と推定動圧(Qbar(e))を互いに比較するステップと、
測定動圧(Qbar(m))と推定動圧(Qbar(e))との差が、しきい値時間長さの間、別のしきい値を超えたとの判定に応じて、測定動圧(Qbar(m))の共通モード障害の存在を判定するステップと、
をさらに含む、条項15に記載の方法。
抗力係数(CD)および揚力係数(CL)に基づいて推定前後加速度(Ax(est))および推定垂直加速度(Ax(est))を決定するステップと、
推定前後加速度(Ax(est))と推定垂直加速度(Az(est))との第1の差、および測定前後加速度(Ax(mea))と測定垂直加速度(Az(mea))との第2の差の加速度誤差値を決定するステップと、
第1の差と第2の差との加速度誤差値にカルマンゲイン値を乗算して、残存カルマン値を決定するステップと、
をさらに含む、条項15に記載の方法。
残存カルマン値と迎角の推定変化率(
推定迎角(αest)を決定するために、残存カルマン値と迎角の推定変化率(
をさらに含む、条項19に記載の方法。
16 飛行制御モジュール
18 飛行制御システム
20 航空機システム
22 空気データセンサー
24 迎角センサー
28 空気データ制御モジュール
30 推定器制御モジュール
36 CMPE制御モジュール
40 ピトー管
42 外部
44 レードーム
46 機首
50 左側
52 右側
60 迎角センサー
62 全気温(TAT)プローブ
64 静的ポート
66 胴体
68 操縦翼面
70 翼
74 ナセル
76 パイロン
78 航空機エンジン
82 入口カウル
84 前縁
86 後縁
88 前縁スラット
90 後縁フラップ
92 スポイラ
94 上面
96 出力
98 補助翼
99 出力
100 後端
102 排気口
104 補助動力装置(APU)
106 垂直安定板
108 水平安定板
110 舵
112 後縁
114 エレベータ
116 後縁
120 空気データ参照機能ブロック
122 EKF制御モジュール
126 共通モードモニター(CMM)
130 操縦士
136 大容量記憶装置
140 主飛行制御モジュール
142 自動操縦制御モジュール
144 自動スロットル制御モジュール
145 エンジン推力
146 ディスプレイ
148 システム
150 測定モデル
152 動的制御モジュール
154 カルマンゲインブロック
156 積分器ブロック
158 誤差ブロック
160 乗算器
162 加算器
200 係数サブモジュール
202 推進サブモジュール
204 測定サブモジュール
206 誤差サブモジュール
208 カルマンゲインサブモジュール
210 動的サブモジュール
212 積分サブモジュール
220 係数3次元ルックアップテーブル
222 推進データベース
226 ルックアップテーブル
228 データベース
230 3次元ルックアップテーブル
232 推進データベース
300 方法
310 方法
420 迎角補正モジュール
422 拡張カルマンフィルタ(EKF)制御モジュール
426 迎角共通モードモニターCMM
448 システム
450 測定モデル
452 動的制御モジュール
454 カルマンゲインブロック
456 積分器ブロック
458 誤差ブロック
460 乗算器
462 加算器
480 係数サブモジュール
482 推進サブモジュール
484 測定サブモジュール
486 誤差サブモジュール
488 カルマンゲインサブモジュール
490 動的サブモジュール
492 積分サブモジュール
520 係数3次元ルックアップテーブル
530 推進力ベースの3次元ルックアップテーブル
570 方法
580 方法
600 第1のCMPE検出器
602 第2のCMPE検出器
610 測定動圧ウォッシュアウトフィルタ
612 推定迎角ウォッシュアウトフィルタ
614 動圧しきい値
616 迎角しきい値
618 推定迎動圧比較器
620 迎角比較器
622 ANDブロック
624 ラッチ
630 信号選択および障害検出(SSFD)ブロック
642 出力信号
648 信号選択および障害検出(SSFD)ブロック
650 クランプ
652 中間値セレクタ
654 ラッチ
656 出力信号
660 出力信号
700 方法
800 方法
1026 ネットワーク
1030 コンピューターシステム
1032 プロセッサー
1034 メモリ
1036 大容量記憶装置
1038 入出力(I/O)インターフェース
1040 ヒューマンマシンインターフェース(HMI)
1042 外部リソース
1044 データベース
1046 オペレーティングシステム
1048 アプリケーション
1049 データ構造
Qbar(m) 測定動圧
Qbar(e) 推定動圧
Qbar(p) 以前の推定動圧
PTOT 全圧
Ps 静圧
MMDL 推定マッハ数
VcasMDL 較正対気速度
VtMDL 真対気速度
m 航空機の質量
CD 航空機の抗力係数
CL 航空機の揚力係数
S 翼の平面形状の基準面積
α 迎角
x 推定量(推定動圧Qbar(e))
R(α) 航空機の機体軸線XBと機体軸線ZBに対する前方安定軸線XSとの回転行列
θ ピッチ角
A_D(est) 推定前後加速度成分
g 重力加速度
ρ 空気密度
K カルマンゲイン値
E 加速度誤差値
Ax(est) 推定前後加速度
Az(est) 推定垂直加速度
Ax(mea) 測定前後加速度
Az(mea) 測定垂直加速度
δ たわみ
TTOT 総空気温度
N1 エンジン速度
XB x機体軸線
YB y機体軸線
ZB z機体軸線
CG 重心
XW 対気速度方向
T 推定正味推力
AD 抗力加速度
AL 揚力加速度
XT 機体軸線XBに対する推力
YT 機体軸線YBに対するスラスト力
hft 気圧高度
N1c エンジン速度(温度に対して補正)
x 状態ベクトル
MEKF 合成マッハ数
VtEKF 合成真対気速度
PL 左圧力値
PC 中心圧力値
PR 右圧力値
Claims (8)
- 航空機(10)用の飛行制御システム(18)であって、前記飛行制御システム(18)は、
1つまたは複数のプロセッサー(1032)と、
前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)に結合されたメモリ(1034)であって、前記メモリ(1034)は、データベース(1044)と、前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)によって実行されたときに、前記飛行制御システム(18)に、
未加工の迎角(αraw)に基づく測定迎角(αm)を入力として受信させ、
全圧に基づく推定迎角(αest)を入力として受信させ、
誤差を決定するために、前記測定迎角(αm)と前記推定迎角(αest)とを比較させ、
前記測定迎角(αm)と前記推定迎角(αest)との間の前記誤差がしきい値を超えていると判定した場合、迎角値を使用して障害の存在を判定させる、プログラムコードと、を含むデータを格納するメモリ(1034)と、
を備えている、飛行制御システム(18)であって、
前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)が、
複数のピトー管(40)からの前記全圧と静圧(Ps)とに基づいて測定動圧(Q bar(m) )を決定し、
抗力係数(C D )と揚力係数(C L )の両方に基づいて推定動圧(Q bar(e) )を決定し、前記抗力係数(C D )と前記揚力係数(C L )とは前記航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づき、
差を決定するために、前記測定動圧(Q bar(m) )と前記推定動圧(Q bar(e) )とを互いに比較し、
前記測定動圧(Q bar(m) )と前記推定動圧(Q bar(e) )との前記差が、しきい値時間長さの間、別のしきい値を超えたとの判定に応じて、前記測定動圧(Q bar(m) )の共通モード障害の存在を判定する、
ための命令を実行する、
飛行制御システム(18)。 - 前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)と通信する複数の迎角センサー(60)をさらに備え、前記複数の迎角センサー(60)は、前記未加工の迎角(αraw)を測定するように構成されている、請求項1に記載の飛行制御システム(18)。
- 前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)が、
モーメントアーム補正項、前記未加工の迎角(αraw)、前記航空機の真の対気速度(VtMDL)、および推定マッハ数(MMDL)に基づいて前記測定迎角(αm)を決定する、
ための命令を実行する、請求項1または2に記載の飛行制御システム(18)。 - 前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)が、
モーメントアーム補正項、前記未加工の迎角αraw、および前記推定動圧(Qbar(e))に基づいて前記測定迎角(αm)を決定する、
ための命令を実行する、請求項1のいずれか一項に記載の飛行制御システム(18)。 - 前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)が、
測定前後加速度(Ax(mea))および測定垂直加速度(Az(mea))を入力として受信し、
抗力係数(CD)および揚力係数(CL)に基づいて推定前後加速度(Ax(est))および推定垂直加速度(Az (est) )を決定し、前記抗力係数(CD)および前記揚力係数(CL)は、前記航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づいており、
前記推定前後加速度(Ax(est))と前記推定垂直加速度(Az(est))との第1の差、および前記測定前後加速度(Ax(mea))と前記測定垂直加速度(Az(mea))との第2の差の加速度誤差値を決定し、
前記第1の差と前記第2の差の前記加速度誤差値にカルマンゲイン値を乗算することにより残存カルマン値を決定する、
ための命令を実行する、請求項1~4のいずれか一項に記載の飛行制御システム(18)。 - 前記1つまたは複数のプロセッサー(1032)が、
前記航空機(10)の推定垂直加速度成分A_N(est)に基づいて前記迎角の推定変化率(
前記残存カルマン値と前記迎角の前記推定変化率(
前記推定迎角(αest)を決定するために、前記残存カルマン値と前記迎角の前記推定変化率(
ための命令を実行する、請求項5に記載の飛行制御システム。 - 航空機(10)の迎角値を使用して障害を判定する方法であって、前記方法は、
コンピューター(1030)により、未加工の迎角αrawに基づく測定迎角(αm)を入力として受信するステップと、
前記コンピューター(1030)により、全圧に基づいて決定される推定迎角(αest)を入力として受信するステップと、
誤差を決定するために、前記コンピューター(1030)によって前記測定迎角(αm)と前記推定迎角(αest)とを比較するステップと、
前記測定迎角(αm)と前記推定迎角(αest)との間の前記誤差がしきい値を超えているとの判定に応じて、前記迎角値を使用して前記障害の存在を判定するステップと、
を含む方法であって、
複数のピトー管(40)からの前記全圧と静圧(Ps)とに基づいて測定動圧(Q bar(m) )を決定するステップと、
抗力係数(C D )と揚力係数(C L )の両方に基づいて推定動圧(Q bar(e) )を決定し、前記抗力係数(C D )および前記揚力係数(C L )は前記航空機(10)の複数の第1の動作パラメータに基づく、ステップと、
差を決定するために、前記測定動圧(Q bar(m) )と前記推定動圧(Q bar(e) )を互いに比較するステップと、
前記測定動圧(Q bar(m) )と前記推定動圧(Q bar(e) )との前記差が、しきい値時間長さの間、別のしきい値を超えたとの判定に応じて、前記測定動圧(Q bar(m) )の共通モード障害の存在を判定するステップと、
をさらに含む、
方法。 - 測定前後加速度(Ax(mea))および測定垂直加速度(Az(mea))を入力として受信するステップと、
抗力係数(CD)および揚力係数(CL)に基づいて推定前後加速度(Ax(est))および推定垂直加速度(Az (est) )を決定するステップと、
前記推定前後加速度(Ax(est))と前記推定垂直加速度(Az(est))との第1の差、および前記測定前後加速度(Ax(mea))と前記測定垂直加速度(Az(mea))との第2の差の加速度誤差値を決定するステップと、
前記第1の差と前記第2の差との前記加速度誤差値にカルマンゲイン値を乗算して、残存カルマン値を決定するステップと、
をさらに含む、請求項7に記載の方法。
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