| 主权项 |
1.一种具有适应控制及失效侦测之飞控系统,其包 含有: 一资料读取/输入装置,用以读取/输入至少一俯仰 率、一滚转率以及一偏航率的指令,以控制一飞行 机构之飞行方向;且,该飞行机构亦不断读取至少 一高度、一攻角、一侧滑角以及一动压的即时数 据; 至少一纵向控制器及一横向控制器,系用以各别接 受指令与数据以控制该飞行机构相关硬体作动,该 指令系包括该俯仰率、滚转率、偏航率、一理想 俯仰率、一理想滚转率、一理想偏航率,该数据系 包括该高度、攻角、侧滑角、动压,该纵向控制器 及该横向控制器并于接受该前述指令并运算前述 数据后控制相关装置,该纵向控制器及横向控制器 并读取一俯仰率误差、一滚转率误差及一偏航率 误差; 一升降舵致动器、一副翼致动器、一方向舵致动 器系分别受该纵向控制器及该横向控制器之控制 而改变该飞行机构的飞行状态; 一实际飞行状态模组,用以计算及储存该飞行机构 受该升降舵致动器、副翼致动器以及方向舵致动 器控制后的实际飞行状态; 一感测装置,用以侦测该飞行机构于飞行中之实际 飞行数据,该感测装置至少包括一俯仰率感测器, 用以侦测该飞行机构于飞行中之一实际俯仰率、 一滚转率感测器,用以侦测该飞行机构于飞行中之 一实际滚转率、一偏航率感测器,用以侦测该飞行 机构于飞行中之一实际偏航率、一飞行速度感测 器,用以侦测该飞行机构于飞行中之一实际飞行速 度、一俯仰角感测器,用以侦测该飞行机构于飞行 中之一实际俯仰角、一滚转角感测器,用以侦测该 飞行机构于飞行中之一实际滚转角、一偏航角感 测器,用以侦测该飞行机构于飞行中之一实际偏航 角、一攻角感测器,用以侦测该飞行机构于飞行中 之一实际攻角,以及一侧滑角感测器,用以侦测该 飞行机构于飞行中之一实际侧滑角; 一常态飞行系统模组,用以读取该纵向控制器及横 向控制器输出数据,再配合内定公式,运算出该飞 行机构于常态飞行下应产生的理想数据; 一总误差估测模组,系用以读取各感测器感测的数 据及该常态飞行系统模组的数据,比对其中的误差 后输出该误差;以及 一控制面异常识别模组,系用以接受该总误差估测 模组输出之误差以及输入之该实际俯仰率、实际 滚转率及实际偏航率,并配合一交越相关系数以比 对该飞行机构之飞行状态,以判别比对之异常究系 硬体运作未达标准,亦或实系硬体损坏。 2.如申请专利范围第1项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,其中该总误差估测模组于运算 时,该感测装置中各该感测器所感测的实际数据可 为(Y(k)),该常态飞行系统模组的该理想数据可为( ) ,则(Y(k);与( )之关系可以下列公式表示: 其中, 为该实际飞行速度、p为该实际滚转率、q为该 实际俯仰率、r为该实际偏航率、为该实际攻角 、为该实际俯仰角、为该实际侧滑角、为 该实际滚转角、为该实际偏航角、^v为一理想 飞行速度、^p为一理想滚转率、^q为一理想俯仰率 、^r为一理想偏航率、^为一理想攻角、^为一 理想俯仰角、^为一理想侧滑角、^为一理想 滚转角、^为一理想偏航角。 3.如申请专利范围第1项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,其中,该交越相关系数计算方 法可以下列公式表示: 其中,E为期望値运算元,其中之Y、X可被P(滚转率) 、Q(俯仰率)或P(滚转率)、R(偏航率)取代而分别得 到RPQ或RPR,all、PQ、PR分别为预设之一总警 戒値、一纵向控制异常警戒値及一横向控制异常 警戒値,并利用公式∣RPQ(k-1,0)-RPQ(k-2,0)∣>pq>0(该 纵向控制异常警戒値)成立与否,以判断是否纵向 控制面的一升降舵异常讯号存在,利用公式∣RPR(k- 1,0)-RPR(k-2,0)∣>pr>0(该横向控制异常警戒値)成立 与否,以判断是否横向控制面的一副翼异常讯号或 一方向舵异常讯号存在。 4.如申请专利范围第1项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,其更包含: 一紧急飞行模组,用以接受该俯仰率指令、滚转率 指令、偏航率指令后,于飞行机构飞行的过程中, 不断读取该飞行机构即时的高度、攻角以及动压, 进而运算出一即时紧急飞行状态下的一紧急俯仰 率、一紧急滚转率以及一紧急偏航率; 一总误差估算模组,用以读取该实际俯仰率、实际 滚转率及实际偏航率后,再依序对应该紧急俯仰率 、紧急滚转率及紧急偏航率进行运算,得一容错俯 仰率、一容错滚转率及一容错偏航率,并以一容错 输出値组形态输出; 一纵向参数更新法则运算模组及一横向参数更新 法则运算模组,用以分别读取该容错俯仰率、客错 滚转率、容错偏航率以及该容错输出値组,并予运 算后输出一纵向参数更新法则及一横向参数更新 法则; 一第一类神经网路运算模组、一第二类神经网路 运算模组及一第三类神经网路运算模组,该各类神 经网路运算模组系用以读取该容错俯仰率、容错 滚转率、容错偏航率、高度、攻角(对应于纵向控 制)或侧滑角(对应于横向控制)、动压及该纵向参 数更新法则或该横向参数更新法则后,运算得到一 增益变数,进而输入该纵向控制器或横向控制器; 以及 一第一开关、一第二开关及一第三开关依序对应 该三个类神经网路,该三个开关再依序对应一升降 舵异常讯号、一副翼异常讯号及一方向舵异常讯 号的产生而被同时启动,进而控制相关硬体反应作 动。 5.如申请专利范围第1项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,其中该增益变数包括PID参数;KP 、KI及KD,其中KP为一比例参数、KI为一微分参数、 KD为一积分参数。 6.如申请专利范围第1项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,其又包括一升降舵灯、一方向 舵灯以及一副翼灯以配合损坏感测结果之使用。 7.如申请专利范围第1项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,更包括一警报灯,用以警示该 飞行机构的硬体已损坏超过一预定之警戒値。 8.如申请专利范围第4项所述之具有适应控制及失 效侦测之飞控系统,其中当该第一开关、第二开关 及第三开关因该升降舵异常讯号、该副翼异常讯 号或该方向舵异常讯号产生而开启时,新的增益变 数K(包含PID参数:KP、KI、KD)将取代该纵向控制器或 该横向控制器中原有之增益变数K,致使该纵向控 制器或该横向控制器重新对该升降舵致动器、该 方向舵致动器及该副翼致动器发出改变作动的指 令。 图式简单说明: 图一系习知技术中飞控系统流程之示意图。 图二系本发明之系统操作流程图。 图三系本发明容错处理的流程示意图。 图四系本发明的灯号显示之示意图。 图五系本发明之交越相关曲线之示意图。 图六系本发明之一实施例说明一飞行机构作飞行 动作时,其实际俯仰率(粗实线)、升降舵毁坏下的 俯仰率(细虚线)与容错控制后俯仰率(粗虚线)的比 较示意图。 |
