JPH07112837B2 - FBW aircraft trim device - Google Patents

FBW aircraft trim device

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JPH07112837B2
JPH07112837B2 JP17653091A JP17653091A JPH07112837B2 JP H07112837 B2 JPH07112837 B2 JP H07112837B2 JP 17653091 A JP17653091 A JP 17653091A JP 17653091 A JP17653091 A JP 17653091A JP H07112837 B2 JPH07112837 B2 JP H07112837B2
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trim
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beep
time
output
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慶一 永山
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、正方向入力時に1、負
方向入力時に−1、入力なしの時に0の値をとる入力手
段からの入力信号uを出力手段に入力し、該出力手段の
出力を積分器によって積分してFBW航空機の作動手段
を作動させる信号を与えるFBW航空機のトリム装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention inputs to an output means an input signal u from an input means which takes a value of 1 for positive direction input, -1 for negative direction input and 0 for no input. Of the FBW aircraft trimming device for providing a signal that integrates the output of the device by an integrator to activate the FBW aircraft actuation means.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気配線システムを利用して飛行するF
BW(FLY BY WIRE)操縦システムを搭載し
た航空機では、主たる操縦装置として力検出方式のサイ
ドアーム式操縦装置を用い、これにより重量軽減や省ス
ペース化を図っている。しかしこの方式では、一定の操
縦コマンドを入力し続けるためには常にサイドアームに
力を加えておく必要があり、パイロットに与える負担が
大きかった。このため、トリム装置(いわゆる「ビープ
・トリム装置」)によって、定常的な操縦力を加えなく
ても入力を継続できるようにすることは有効である。
2. Description of the Related Art F flying using an electric wiring system
In aircraft equipped with a BW (FLY BY WIRE) control system, a force detection type side arm type control device is used as the main control device to reduce weight and save space. However, with this method, it was necessary to constantly apply force to the side arms in order to continue inputting certain control commands, and this imposes a heavy burden on the pilot. Therefore, it is effective to allow the trimming device (so-called “beep trimming device”) to continue inputting without applying a steady steering force.

【0003】しかしながら、従来のビープ・トリム方式
は、図5に示すように、ビープ・トリムスイッチ入力信
号をビープ・トリムゲインKとして入力する簡単なリミ
ッタ付積分器としているため、図6に示すように、ビー
プ・トリム変化量はスイッチの操作時間に比例するもの
となっている。
However, the conventional beep trim system is a simple integrator with a limiter for inputting a beep trim switch input signal as a beep trim gain K as shown in FIG. In addition, the amount of change in beep trim is proportional to the switch operation time.

【0004】このような従来のビープ・トリム装置で
は、(1)比較的大きな大まかなトリム修正は大きな作
動速度即ち単位時間当たりのビープ・トリム変化量を大
きくすることが望ましく、(2)小さな精密なトリム修
正は小さな作動速度で行うことが望ましい、というパイ
ロットの要請を満たすことができない。
In such a conventional beep trimming device, (1) it is desirable that a relatively large rough trim correction increases a large operating speed, that is, a change amount of the beep trim per unit time, and (2) small precision. It is not possible to meet the pilot's request that it is desirable to perform a proper trim correction at a low operating speed.

【0005】なお、従来方式においても、スイッチの操
作時間を小さくすればいかなる精密なトリム修正も理論
上では可能であるが、実際にはパイロットによる最少操
作時間tmin (sec)に人間工学的な限界があるた
め、上記の如き要望が生ずる。例えば、フライト・シミ
ュレータを用いたパイロットによる操作試験の実測結果
では、パイロット又は操作軸の如何にかかわらず、t
min は略0.16secであった。
Even in the conventional method, any precise trim correction can be theoretically possible by shortening the switch operation time, but in reality, the minimum operation time t min (sec) by the pilot is ergonomic. Due to the limitations, the above-mentioned demands arise. For example, the actual measurement result of the operation test by the pilot using the flight simulator shows that t
min was about 0.16 sec.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、ハードウェアを改修することな
く、簡単なソフトウェアの変更によって、小さな作動速
度と大きな作動速度との両方が得られるFBW航空機の
トリム装置を提供することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems in the prior art, and it is possible to obtain both a small operating speed and a large operating speed by a simple software change without modifying the hardware. It is an object of the present invention to provide a trim device for an FBW aircraft that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、正方向入力時に1、負方向入力時に−1、
入力なしの時に0の値をとる入力手段からの入力信号u
を出力手段に入力し、該出力手段の出力を積分器によっ
て積分してFBW航空機の作動手段を作動させる信号を
与えるFBW航空機のトリム装置において、前記出力手
段は、トリム作動速度xを出力し、時定数をT、連続入
力時に漸近するトリムゲインをKとすると、前記トリム
作動速度xは、前記入力信号uが1又は−1のときdx
/dt=−Kx/T+Ku/Tで表される第1式により
得られ、前記入力信号uが0のときx=0で表される第
2式により得られることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention solves the above problems by inputting 1 in the positive direction, -1 in inputting the negative direction, and
An input signal u from the input means that takes a value of 0 when there is no input
In the trimming device of the FBW aircraft for providing a signal for operating the operating means of the FBW aircraft by integrating the output of the output means by the integrator, and the output means outputs the trim operating speed x, Assuming that the time constant is T and the trim gain that is asymptotic at the time of continuous input is K, the trim operation speed x is dx when the input signal u is 1 or -1.
The / dt = first formula represented by -Kx / T + Ku / T
Obtained, the input signal u is equal to or obtained by the second formula represented by x = 0 when 0.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、上記の如き構成にするので、
出力手段において、入力が1又は−1のときには、第1
式により、短い操作時間では小さい操作速度即ち小さい
トリム作動速度xが得られ、長い時間の連続した操作で
は大きい操作速度即ち大きいトリムゲインKが得られ
る。一方、入力が0になったときには、第2式により
=0とし、直ちにリセットされ信号の行き過ぎが防止さ
れる。
According to the present invention, since it has the above-mentioned configuration,
In the output means, when the input is 1 or -1, the first
According to the formula, a small operation speed, that is, a small trim operation speed x is obtained in a short operation time, and a large operation speed, that is, a large trim gain K is obtained in a continuous operation for a long time. On the other hand, when the input becomes 0, x is calculated by the second equation.
= 0, the signal is reset immediately and the signal is prevented from overshooting.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、実施例のトリム装置の構成を示す。
本体装置は、正方向入力時に1、負方向入力時に−1、
入力なしの時に0の値をとる入力手段としてのビープ・
トリムスイッチ1と、この入力信号uに基づくトリム作
動速度x出力する出力手段であるビープ・フィルタ2
と、トリム作動速度xを積分してFBW航空機の作動手
段としてのアクチュエータ(例えば機体の姿勢制御等に
用いる)を作動させる出力yを発信する積分器としての
リミッタ付積分器3とを備えている。なお、本実施例で
積分器をリミッタ付にしているのは、安全のために信号
の上限を規制するためである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of a trim device according to an embodiment.
The main unit is 1 for positive direction input, -1 for negative direction input,
Beep as an input means that takes a value of 0 when there is no input
A trim switch 1 and a beep filter 2 which is an output means for outputting a trim actuation speed x based on the input signal u.
And an integrator 3 with a limiter as an integrator that integrates the trim operation speed x and outputs an output y that operates an actuator (for example, used for controlling the attitude of the airframe) as an operating means of the FBW aircraft. . The reason why the integrator is provided with a limiter in this embodiment is to limit the upper limit of the signal for safety.

【0010】ビープ・フィルタ2は、時定数をT、連続
入力時に漸近するトリムゲインをKとすると、入力信号
uが1又は−1のとき以下に示す(1)式により得られ
るトリム作動速度xを出力し、入力信号uが0のとき以
下に示す(2)式により得られるトリム作動速度xを出
力する。 dx/dt=−Kx/T+Ku/T−−−−−−−−(1) x=0−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−(2) ここで、xはアクチュエータ操作速度(単位は例えばm
m/sec)に相当し、Kは連続的な操作に対するゲイ
ン(単位は例えばmm/sec)で、Tは時定数(単位
はsec)である。
The beep filter 2 has an input signal , where T is a time constant and K is a trim gain that is asymptotic at the time of continuous input.
When u is 1 or -1, it is obtained by the following equation (1).
The trim operating speed x is output and the input signal u is 0 or more.
Calculate the trim operating speed x obtained by the equation (2) below.
Force dx / dt = −Kx / T + Ku / T −−−−−−−− (1) x = 0 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− (2) where , X is the actuator operation speed (unit is, for example, m
m is a gain (unit is, for example, mm / sec) for continuous operation, and T is a time constant (unit is sec).

【0011】このようにビープ・フィルタ2をかけてか
らリミッタ付積分器3により出力するようにしたのは、
連続的に用いる大きな作動速度に影響を与えることな
く、操作時間の短い精密なビープ・トリム操作に対する
作動速度のみを小さくし、操作性を向上するためであ
る。即ち、一次遅れフィルタを意味する(1)式により
短時間操作時のトリム作動速度のみを小さくすると共
に、(2)式により入力が無くなったときに直ちにフィ
ルタ出力を0にし、スイッチング動作におけるビープ・
トリム作動後の行き過ぎを防止している。
As described above, the reason why the integrator with a limiter 3 outputs after applying the beep filter 2 is as follows.
This is to improve the operability by reducing only the operation speed for a precise beep trim operation with a short operation time without affecting the large operation speed that is continuously used. That is, only the trim operation speed at the time of short-time operation is reduced by the equation (1), which means a first-order lag filter, and the filter output is immediately set to 0 by the equation (2) when there is no input, and the beep in the switching operation is reduced.
It prevents overshoot after the trim is activated.

【0012】従って、ビープ・フィルタ2においては、
入力信号uが0のときには、(2)式により直ちにx=
0の値にしてリセットするが、入力信号uが+1又は−
1のときには、xは(1)式によって与えられることに
なる。
Therefore, in the beep filter 2,
When the input signal u is 0, x =
The value is reset to 0, but the input signal u is +1 or −.
When 1, x will be given by equation (1).

【0013】例えば、正入力u=1の時に(1)式を解
くと、アクチュエータ操作速度xは、 x=K−Ke- t/T −−−−(3) として与えられる。更に、リミッタ付積分器3からの出
力yであるビープ・トリム変化量ΔδBP(mm)は、
(3)式を時間tで積分して、 ΔδBP=Kt−KT(1−e- t/T )−−−(4) として与えられる。以上のようなビープ・フィルタ2及
びリミッタ付積分器における演算は、例えばコンピュー
タでソフトウェアにより容易に行わせることができる。
For example, when the equation (1) is solved when the positive input u = 1, the actuator operating speed x is given by x = K-Ke -t / T --- (3). Further, the output y from the integrator 3 with limiter, the beep trim change amount Δδ BP (mm), is
Equation (3) is integrated at time t, and is given as Δδ BP = Kt−KT (1−e − t / T ) −− (4). The calculation in the beep filter 2 and the integrator with a limiter as described above can be easily performed by software in a computer, for example.

【0014】図2(a)乃至(c)は、入力信号uに対
するビープ・トリム作動速度x及びビープ・トリム変化
量yの従来との比較を示す図であり、本発明のものを実
線で示し、従来のものを破線で示している。即ち、本発
明によれば、短時間の操作では小さな出力が得られると
共に、連続入力時には短時間操作よりも大きな出力が得
られ、入力を0にしたときには(図のt1、t2)直ちに
xが0になり、行き過ぎが防止される。
2 (a) to 2 (c) are diagrams showing comparisons of the beep / trim operating speed x and the beep / trim change amount y with respect to the input signal u with those of the prior art. The present invention is shown by a solid line. , The conventional one is shown by a broken line. That is, according to the present invention, a small output can be obtained by a short-time operation, and a larger output can be obtained by a continuous input than by a short-time operation , and immediately when the input is set to 0 (t 1 , t 2 in the figure). x becomes 0, and overshooting is prevented.

【0015】図3及び4は、上記の特性を更に明瞭にす
るために、式(3)及び(4)によって、t/Tを横軸
として、x/K及び従来方式の場合のビープ・トリム変
化量に対するΔδBPの比率即ちΔδBP/Ktを示す曲線
図である。
In order to further clarify the above characteristics, FIGS. 3 and 4 show that according to the equations (3) and (4), t / T is taken as the horizontal axis, and x / K and the beep trim in the conventional method are used. FIG. 7 is a curve diagram showing a ratio of Δδ BP to a change amount, that is, Δδ BP / Kt.

【0016】例えば、T=tmin /1.59とすれば、
最小操作時間に対するビープ・トリム変化量を従来の1
/2に抑えることができる(図4)。この場合でも、t
=2.30T(=1.44tmin )後には、作動速度は
従来の90%まで回復しており(図3)、大きなトリム
修正をするときにはほとんど影響を与えない。
For example, if T = t min /1.59,
Change the beep / trim change amount for the minimum operation time to 1
It can be suppressed to / 2 (Fig. 4). Even in this case, t
After 2.30T (= 1.44t min ), the operating speed has recovered to 90% of the conventional value (FIG. 3), and it has almost no effect when a large trim correction is performed.

【0017】この結果、従来より容易に精密なトリム設
定が可能になる。そして、サイドアーム式操縦装置の短
所を解消し、飛行制御装置による飛行増大効果が充分
に発揮され、ハンドリング・クォリティの向上が図られ
る。なお、このような効果は、フライト・シュミレータ
によるパイロット試験で実証されている。
As a result, precise trim setting can be performed more easily than before. Then, to eliminate the disadvantages of the side-arm operating device, flight-increasing effect of the flight control system is sufficiently exhibited, improved handling quality can be achieved. In addition, such an effect has been verified in a pilot test by a flight simulator.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、出力手段
は、入力信号uが1又は−1のときにはdx/dt=−
Kx/T+Ku/Tで表される第1式により得られるト
リム作動速度xを出力し、入力信号uが0のときにはx
=0で表される第2式により得られるトリム作動速度x
を出力する。このため、短い操作時間では小さい操作速
度即ち小さいトリム作動速度xが得られ、長い時間の連
続した操作では短時間操作よりも大きい操作速度即ちト
リムゲインKを得ることができ、更に、入力が0になっ
た時には、x=0とし、直ちにリセットして信号の行き
過ぎを防止することができる。
As described above, according to the present invention, the output means is dx / dt =-when the input signal u is 1 or -1.
To be obtained by the first equation represented by Kx / T + Ku / T
The rim operating speed x is output, and when the input signal u is 0, x
= Trim operating speed x obtained by the second formula represented by 0
Is output . Therefore, a short operation time to obtain a small operation speed or smaller trim operating speed x is a long time continuous operation can be obtained a high operating speed immediately Tito <br/> Rimugein K than short operation, further, when the input becomes 0, and x = 0, can be immediately prevented excesses reset to signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例のビープトリム装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a beep trim device according to an embodiment.

【図2】上記装置の入力信号uに対するトリム作動速度
x及び出力yの曲線図である。
FIG. 2 is a curve diagram of a trim operating speed x and an output y with respect to an input signal u of the device.

【図3】上記装置の作動時間t/Tに対する作動速度比
x/Kの曲線図である。
FIG. 3 is a curve diagram of an operating speed ratio x / K with respect to an operating time t / T of the device.

【図4】上記装置の作動時間t/Tに対するビープ・ト
リム変化量比の曲線図である。
FIG. 4 is a curve diagram of a beep / trim change amount ratio with respect to an operating time t / T of the device.

【図5】従来のビープトリム装置の説明図である。FIG. 5 is an explanatory view of a conventional beep trim device.

【図6】上記装置の作動時間tに対するビープ・トリム
変化量ΔδBPの曲線図である。
FIG. 6 is a curve diagram of a beep / trim change amount Δδ BP with respect to an operating time t of the device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ビープ・トリムスイッチ(入力手段) 2 ビープ・フィルタ(出力手段) 3 リミッタ付積分器(積分器) 1 beep trim switch (input means) 2 beep filter (output means) 3 integrator with limiter (integrator)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正方向入力時に1、負方向入力時に−
1、入力なしの時に0の値をとる入力手段からの入力信
号uを出力手段に入力し、該出力手段の出力を積分器に
よって積分してFBW航空機の作動手段を作動させる信
号を与えるFBW航空機のトリム装置において、 前記出力手段はトリム作動速度xを出力し、時定数を
T、連続入力時に漸近するトリムゲインをKとすると、
前記トリム作動速度xは、前記入力信号uが1又は−1
のときdx/dt=−Kx/T+Ku/Tで表される第
1式により得られ、前記入力信号uが0のときx=0
表される第2式により得られることを特徴とするFBW
航空機のトリム装置。
1. When the positive direction input is 1, when the negative direction input-
1, an FBW aircraft which inputs a signal u from the input means, which takes a value of 0 when there is no input, to the output means, integrates the output of the output means by an integrator, and gives a signal for operating the operating means of the FBW aircraft In the trim device, the output means outputs the trim operating speed x, the time constant is T, and the trim gain asymptotic at the time of continuous input is K,
For the trim operating speed x, the input signal u is 1 or -1.
FBW that obtained by the first formula represented by dx / dt = -Kx / T + Ku / T, the input signal u is equal to or obtained by the second formula represented by x = 0 when 0 when
Aircraft trim device.
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JPH08258794A (en) * 1995-03-28 1996-10-08 Komiyuuta Herikoputa Senshin Gijutsu Kenkyusho:Kk Multistage type and continuous type trim device
JP6105997B2 (en) * 2013-03-26 2017-03-29 三菱航空機株式会社 Trim adjusting device, aircraft, and trim adjusting method

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