Система адаптивной фильтрации для аэродинамических углов летательного аппарата - RU2017109733A

Код документа: RU2017109733A

Формула

1. Устройство, содержащее:

систему (202) регистрации аэродинамических углов, которая:

выполнена с возможностью вычисления первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) летательного аппарата (204) с использованием данных (208), принимаемых от инерциальной измерительной системы (216) летательного аппарата (204);

выполнена с возможностью вычисления второй скорости изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220) летательного аппарата (204);

выполнена с возможностью выработки отфильтрованного аэродинамического угла (206) во время полета летательного аппарата (204) с использованием первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скорости изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220); и

выполнена с возможностью изменения вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214), используемого при выработке отфильтрованного аэродинамического угла (206), на основе разности между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220), обеспечивая возможность управления полетом летательного аппарата (204) с использованием отфильтрованного аэродинамического угла (206).

2. Устройство по п. 1, также содержащее:

контроллер (226), выполненный с возможностью управления полетом летательного аппарата (204) с использованием отфильтрованного аэродинамического угла (206).

3. Устройство по п. 1, в котором:

вклад (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) изменен для уменьшения воздействия по меньшей мере одного такого фактора, как устойчивый порыв ветра или кратковременная турбулентность.

4. Устройство по п. 1, в котором:

вклад (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) увеличен при возникновении кратковременной турбулентности во время полета летательного аппарата (204), и

вклад (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) уменьшен при возникновении устойчивого порыва ветра.

5. Устройство по п. 1, в котором:

при регулировке вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) на основе разности между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220),

система (202) регистрации аэродинамических углов:

определяет разность между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220);

определяет значения (310) ослабления с использованием указанной разности в экспоненциальной функции; и

умножает первую скорость изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) на значение (310) ослабления для регулировки вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214).

6. Устройство по п. 1, в котором:

при изменении вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214), используемого при выработке отфильтрованного аэродинамического угла (206), на основе разности между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220),

система (202) регистрации аэродинамических углов вычисляет первую скорость изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) летательного аппарата (204) с использованием данных (208), принимаемых от инерциальной измерительной системы (216) летательного аппарата (204), и отфильтрованного аэродинамического угла (206) в качестве сигнала обратной связи для динамической регулировки первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214).

7. Устройство по п. 1, в котором:

при вычислении первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) летательного аппарата (204) с использованием данных (208), принимаемых от инерциальной измерительной системы (216) летательного аппарата (204),

система (202) регистрации аэродинамических углов вычисляет первую скорость изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) на основе по меньшей мере одного такого перемещения, как угловое перемещение, линейное перемещение вследствие силы тяжести или линейное перемещение вследствие аэродинамики и силы тяги.

8. Устройство по п. 1, в котором:

инерциальный аэродинамический угол (214) выбран из одного такого угла, как инерциальный угол атаки и инерциальный угол бокового скольжения, а

измеряемый снаружи аэродинамический угол (220) выбран из одного такого угла, как измеряемый снаружи угол атаки и измеряемый снаружи угол бокового скольжения.

9. Устройство по п. 1, в котором:

летательный аппарат (204) выбран из одного такого устройства, как самолет, коммерческий самолет, летательный аппарат вертикального взлета и посадки (204) и беспилотное воздушное транспортное средство.

10. Система (202) регистрации аэродинамических углов, содержащая:

определитель (300) первой скорости изменения, который выполнен с возможностью вычисления первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) для летательного аппарата (204) с использованием данных (208), принимаемых от инерциальной измерительной системы (216) летательного аппарата (204), и отфильтрованного аэродинамического угла (206);

определитель (302) второй скорости изменения, который выполнен с возможностью вычисления второй скорости изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220) летательного аппарата (204);

определитель (304) ослабления, выполненный с возможностью определения значения (310) ослабления на основе разности между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220), обеспечивая возможность управления полетом летательного аппарата (204) с использованием отфильтрованного аэродинамического угла (206);

регулятор (306), выполненный с возможностью регулировки вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) с получением отрегулированного вклада (314); и

фильтр (308), выполненный с возможностью выработки отфильтрованного аэродинамического угла (206) во время полета летательного аппарата (204) с использованием отрегулированного вклада (314), полученного регулировкой регулятором (306), и измеряемого снаружи аэродинамического угла (220), обеспечивая возможность управления полетом летательного аппарата (204) с использованием отфильтрованного аэродинамического угла (206).

11. Система (202) регистрации аэродинамических углов по п. 10, в которой:

определитель (300) первой скорости изменения выполнен с возможностью вычисления первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) летательного аппарата (204) с использованием данных (208), принимаемых от инерциальной измерительной системы (216) летательного аппарата (204), и отфильтрованного аэродинамического угла (206), и

определитель (300) первой скорости изменения выполнен с возможностью вычисления первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) на основе по меньшей мере одного такого перемещения, как угловое перемещение, линейное перемещение вследствие силы тяжести или линейное перемещение вследствие аэродинамики и силы тяги.

12. Система (202) регистрации аэродинамических углов по п. 10, в которой фильтр (308) является фильтром (416) с запаздыванием.

13. Способ обработки аэродинамических углов летательного аппарата (204), включающий:

вычисление первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) летательного аппарата (204) с использованием данных (208), принимаемых от инерциальной измерительной системы (216) летательного аппарата (204), и отфильтрованного аэродинамического угла (206);

вычисление второй скорости изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220) летательного аппарата (204);

выработку отфильтрованного аэродинамического угла (206) во время полета летательного аппарата (204) с использованием первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скорости изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220); и

изменение вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214), используемого при выработке отфильтрованного аэродинамического угла (206), на основе разности между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220), обеспечивая возможность управления полетом летательного аппарата (204) с использованием отфильтрованного аэродинамического угла (206).

14. Способ по п. 13, также включающий:

управление полетом летательного аппарата (204) с использованием отфильтрованного аэродинамического угла (206).

15. Способ по п. 13, согласно которому вклад (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) изменяют для уменьшения воздействия по меньшей мере одного такого фактора, как устойчивый порыв ветра или кратковременная турбулентность.

16. Способ по п. 13, согласно которому:

вклад (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) увеличивают при возникновении кратковременной турбулентности во время полета летательного аппарата (204), и

вклад (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) уменьшают при возникновении устойчивого порыва ветра.

17. Способ по п. 13, согласно которому:

определение разности между первой скоростью изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) и второй скоростью изменения (218) измеряемого снаружи аэродинамического угла (220);

определение значения (310) ослабления с использованием указанной разности в экспоненциальной функции; и

умножение первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) на значение (310) ослабления для регулировки вклада (222) первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214).

18. Способ по п. 13, согласно которому:

вычисление первой скорости изменения (212) инерциального аэродинамического угла (214) на основе по меньшей мере одного такого перемещения, как угловое перемещение, линейное перемещение вследствие силы тяжести или линейное перемещение вследствие аэродинамики и силы тяги.

19. Способ по п. 13, согласно которому инерциальный аэродинамический угол (214) выбран из одного такого угла, как инерциальный угол атаки и инерциальный угол бокового скольжения, а измеряемый снаружи аэродинамический угол (220) выбран из одного такого угла, как измеряемый снаружи угол атаки и измеряемый снаружи угол бокового скольжения.

20. Способ по п. 13, согласно которому летательный аппарат (204) выбран из одного такого устройства, как самолет, коммерческий самолет, летательный аппарат вертикального взлета и посадки и беспилотное воздушное транспортное средство.