用于检测飞行器控制表面的未受控移动的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于检测飞行器控制表面的未受控移动的方法和设备。检测设备（1）包括：装置（29），用于计算在理论命令和实际命令之间的差，以便形成剩余值；以及，装置（40），用于如果依赖于这个剩余值的比较值大于阈值（），则检测所述控制表面的未受控移动。

【技术实现步骤摘要】
用于检测飞行器控制表面的未受控移动的方法和设备
本专利技术涉及用于检测被反馈回路在位置上伺服控制的飞行器控制表面的未受控移动的方法和设备以及包括这样的检测设备的电飞行命令系统。本专利技术适用于反馈回路，该反馈回路：-被适配来在位置上控制任何类型的飞行器控制表面，包括例如副翼、扰流器或水平舵；-是飞行器的电飞行命令系统的一部分；并且-包括：·所述控制表面，其是移动的，并且其相对于飞行器的位置被至少一个致动器调整；·所述致动器，其根据所接收的至少一个致动指令来调整所述控制表面的位置；·至少一个传感器，其测量所述控制表面的有效位置；以及·计算器（用于飞行命令），用于从所述所测量的有效位置和从飞行员对于命令棒（commandstick）的动作或从自动驾驶仪和飞行器的惯性状态的动作计算的命令指令（commandorder）来产生向所述致动器传送的控制表面致动指令。在本专利技术的范围中，“控制表面未受控移动”表示这个控制表面的未受控的移动（即，未由用于其对于飞行器的命令的装置的任何控制产生的移动），由此将该控制表面在这样的现象未被检测到并且被停止的情况下引导直到其邻接处（abutment）。本专利技术因此涉及至少由于在飞行命令系统内的相关联的反馈位置控制回路中出现的故障导致的至少一个飞行器控制表面的未受控移动的检测。
技术介绍
已知飞行命令计算器除了别的之外执行在诸如运输飞机的飞行器中的控制表面的位置反馈控制。通过可以处于主动模式或在被动模式中的致动器来产生控制表面移动。通常通过控制表面来提供两个致动器。所谓的“主”计算器通过向主动致动器发送命令来执行反馈控制。与第二所谓的“从”计算器相关联的另一个致动器被强制进入被动模式，以遵循控制表面移动。如果主计算器通过特定的监控装置来检测故障，则它将主动致动器转换到被动模式，并且切换到控制第二致动器的从计算器（然后被转换到主动模式）。在从飞行命令计算器至致动器（包括在这样的元件两者的层级上）的位置反馈控制回路内，找到不同的构件或元件，所述不同的构件或元件被适配来在故障模式中产生信号，该信号导致控制表面的未受控移动。根据飞行器飞行点的控制表面的未受控移动由于所产生的负荷会对于后者的引导并且对于其结构的尺寸改变具有影响。因此有必要处于用于很快地、即在控制表面的位置太重要之前检测和钝化（passivate）这样的故障的位置，该钝化动作在于限制或停止故障的效应，以便避免其传播。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在补救上述的缺陷。它涉及一种方法，该方法特别强健并且适用于具有电飞行命令的任何飞行器类型以便检测在通过反馈回路在位置上被控制的飞行器中的控制表面的至少一个未受控移动，所述方法允许检测这样的未受控移动，无论其动态曲线如何和无论故障的起源如何。为此，根据本专利技术，用于被反馈回路在位置上伺服控制的控制表面的未受控移动的所述检测方法，所述反馈回路属于飞行器的电飞行命令系统并且包括：-所述控制表面，其是移动的，并且其相对于飞行器的位置被至少一个致动器调整；-所述致动器，其根据作为反馈命令所接收的至少一个致动指令来调整所述控制表面的位置；-至少一个传感器，其测量所述控制表面的有效位置；以及-至少一个计算器，其创建控制表面命令指令，所述至少一个计算器接收所述所测量的有效位置，并且从其推断作为反馈命令被传送到所述致动器的致动指令，所述方法的显著之处在于，以自动和重复的方式，遵循下面的连续步骤的序列：a）确定理论反馈电流，该理论反馈电流表示由所述计算器发射的所述反馈命令（即，与后者类似或相同，如下详细所述）；b）在这样的命令进入所述致动器的机械化（mechanization）的层级上，借助于至少一个辅助传感器来测量表示反馈命令的参数，并且从如此测量的参数来确定有效反馈电流；c）计算在步骤a）确定的所述理论反馈电流和在步骤b）确定的所述有效反馈电流之间的差，以便形成误差信号；以及d）如果依赖于所述误差信号的比较值在至少一个确认时间期间高于阈值，则检测所述控制表面的未受控移动。因此，由于本专利技术，相对于控制表面命令被监控的反馈回路的实际操作（其通过由辅助传感器测量的有效反馈电流说明）与被预期在任何故障之外的理论操作（其通过由计算器发射的所述理论反馈电流说明）比较，由此允许任何未受控移动在它发生时被证明。通过如下面详细描述的那样计算比较值来执行该比较。因此，由于本专利技术，有可能在被监控的反馈回路中检测被伺服控制的控制表面的任何未受控移动，而无论故障的起源如何。而且，这样的检测特别强健，因为它不引起任何错误警报，并且它适用于任何飞行器类型。根据本专利技术的方法因此允许很快地检测每个控制表面未受控移动（即，每一个动态曲线）。因此有可能很快地、即在控制表面位置太重要之前在这样的未受控移动的起源钝化故障，如下详细所述。这使得能够在这样的故障时限制由控制表面达到的最大值。在简化的实施例中，所述理论反馈电流直接地对应于由计算器发射（以控制致动器）的所述电流，所述电流优选地被所述计算器的通常的命令单元COM计算。而且，在另一个实施例中，在步骤a），通过辅助计算装置来计算所述理论反馈电流，并且这以与所述计算器（例如，其公共单元COM）相同的方式来计算所述所发射的电流。优选的是，这些辅助计算装置是所述计算器的通常的监控单元MON的一部分。另外，在这个最后的实施例中，在步骤a），所述计算的理论反馈电流有益地被限制，以便使监控尤其相对于致动器的应力饱和强健。而且，有益的是，在处理中使用的阈值和确认时间可以是：-固定的和预定的；-或根据下面详细描述的特定条件可变的。而且，有益的是，检查是否满足特定的激活条件，并且当满足这样的激活条件时实施该组所述步骤a）至d）。而且，在简化的实施例中，在步骤d）使用的所述比较值仅对应于在步骤c）计算的所述误差信号。相反，在优选的实施例中，在所述步骤c）和d）之间实施中间步骤，此时，将所述误差信号滤波以获得所述比较值。在该情况下，有益的是，使用卡尔曼（Kalman）滤波器，其控制参数被优化以改善所述滤波器的响应和稳定性，如下详细所述。优选的是，在步骤d）的未受控移动的检测的情况下，所述致动器被自动地转换到被动模式，并且辅助致动器（其也用于控制表面命令，并且先前处于被动模式中）被自动地转换到主动模式，其中，它然后作为功能必须调整所述控制表面的位置（而不是所述致动器）。而且，在步骤d）的未受控移动的检测的情况下，可以特别地向通常的存储装置目的地发射检测信息项，所述通常的存储装置存储要随后被维护操作员使用的信息。本专利技术也涉及一种用于飞行器的控制表面（副翼、扰流器、水平舵、舵）的至少一个未受控移动的检测设备，通过上述类型的反馈回路来在位置上伺服控制所述飞行器的控制表面。根据本专利技术，所述检测设备的显著之处在于，它包括：-第一装置，用于确定表示由计算器发射的反馈命令的理论反馈电流；-至少一个辅助传感器，其连接到所述致动器，并且被提供用以测量表示反馈命令的参数，从该参数确定有效反馈电流；-第二装置，用于计算在所述理论反馈电流和所述有效反馈电流之间的差，以便创建误差信号；以及-第三装置，用于如果依赖于所述误差信号的比较值在至少一个确认时间期间高于阈值，则检测控制表面的未受控移动。在第一特定实施例中，控制所述控制表面的位置的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于被反馈回路在位置上伺服控制的控制表面（3）的未受控移动的检测方法，所述反馈回路属于飞行器的电飞行命令系统，并且包括：？？所述控制表面（3），其是移动的，并且其相对于飞行器的位置被至少一个致动器（5）调整；？？所述致动器（5），其根据作为反馈命令接收的至少一个致动指令来调整控制表面（3）的位置；？？至少一个传感器（8，9），其测量所述控制表面（3）的有效位置；以及？？至少一个计算器（10），其产生控制表面命令指令，所述至少一个计算器接收所述所测量的有效位置，并且从其推断作为反馈命令被传送到所述致动器（5）的致动指令，其中以自动和重复的方式，遵循下面的连续步骤的序列：a）确定理论反馈电流，该理论反馈电流表示由所述计算器（10）发射的所述反馈命令；b）在这样的命令进入所述致动器（5）的机械化的层级上，借助于至少一个辅助传感器（21）来测量表示反馈命令的参数，并且从所述所测量的参数来确定有效反馈电流；c）计算在步骤a）确定的所述理论反馈电流和在步骤b）确定的所述有效反馈电流之间的差，以便形成误差信号；以及d）如果依赖于所述误差信号的比较值在至少一个确认时间期间高于阈值，则检测所述控制表面（3）的未受控移动。...

【技术特征摘要】
2011.07.28 FR 11569001.一种用于被反馈回路在位置上伺服控制的控制表面（3）的未受控移动的检测方法，所述反馈回路属于飞行器的电飞行命令系统，并且包括：-所述控制表面（3），其是移动的，并且其相对于飞行器的位置被至少一个致动器（5）调整；-所述致动器（5），其根据作为反馈命令接收的至少一个致动指令来调整控制表面（3）的位置；-至少一个传感器（8，9），其测量所述控制表面（3）的有效位置；以及-至少一个计算器（10），其产生控制表面命令指令，所述至少一个计算器接收所述所测量的有效位置，并且从其推断作为反馈命令被传送到所述致动器（5）的致动指令，其中以自动和重复的方式，遵循下面的连续步骤的序列：a）确定理论反馈电流，该理论反馈电流表示由所述计算器（10）发射的所述反馈命令；b）在这样的命令进入所述致动器（5）的机械化的层级上，借助于至少一个辅助传感器（21）来测量表示反馈命令的参数，并且从所述所测量的参数来确定有效反馈电流；c）计算在步骤a）确定的所述理论反馈电流和在步骤b）确定的所述有效反馈电流之间的差，以便形成误差信号；以及d）如果依赖于所述误差信号的比较值在至少一个确认时间期间高于阈值，则检测出所述控制表面（3）的未受控移动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a），所述理论反馈电流对应于由计算器（10）发射的所述电流。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a），以与所述计算器（10）计算所述所发射的电流相同的方式来通过辅助计算装置（20B）计算所述理论反馈电流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤a），所述所计算的理论反馈电流被限制。5.根据权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，下面的值中的至少一个根据特定的条件是可变的：阈值和确认时间。6.根据权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，检查是否满足特定的激活条件，并且当满足这些特定的激活条件时实施所述步骤a）至d）。7.根据权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，所述比较值对应于所述误差信号。8.根据权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤c）和d）之间实施中间步骤，此时将所述误差信号滤波以获得所述比较值。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述中间步骤，使用卡尔曼滤波器，其控制参数被优化以改善所述滤波器的响应和稳定性。10.根据权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于，在步骤a）的未受控移动的检测的情况下，所述致动器被自动地转换到被动模式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P高皮尔，R戴雷，H勒伯雷，A格赫奥格赫，A佐格哈德里，J西伊斯拉克，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，波尔多第一大学，法国国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：