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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE60303272 T2
Publication typeGrant
Application numberDE2003603272
Publication date14 Sep 2006
Filing date27 May 2003
Priority date12 Jun 2002
Also published asCA2429861A1, CA2429861C, DE60303272D1, EP1372053A1, EP1372053B1, US6935596, US20050151024
Publication number03603272, 2003603272, DE 60303272 T2, DE 60303272T2, DE-T2-60303272, DE03603272, DE2003603272, DE60303272 T2, DE60303272T2
InventorsStωphane Walter
ApplicantAirbus France
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Flugzeugsteuerungssystem und -verfahren Aircraft control system and method translated from German
DE 60303272 T2
Abstract  available in
Claims(19)  translated from German
  1. Flugzeugsteuerungsverfahren, das dazu bestimmt ist, Befehle zur Steuerung des Flugzeuges um wenigstens eine Steuerachse zu erzeugen, wobei man wenigstens zwei unterschiedliche Steuerbarkeitsgesetze verwendet, die sich auf die Steuerachse beziehen und es jeweils erlauben, in Abhängigkeit von Parametern des Flugzeuges Steuerbefehle zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet , dass man automatisch und im Wiederholungsverfahren die folgenden Schritte ausführt: a) für jedes der Steuerbarkeitsgesetze berechnet man die Ableitung nach der Zeit der Funktion, die dem Steuerbarkeitsgesetz entspricht, und welche die aktuellen Werte der zugehörigen Parameter berücksichtigt; Aircraft control method which is intended to commands to control the aircraft in order to generate at least one control axis, using at least two different piloting laws, relating to said piloting axis and allow each to determine control commands in function of parameters of the aircraft, characterized in that that it automatically and in repetition method to perform the following steps: a) for each of the piloting laws, we can calculate the derivative with respect to time of the function which corresponds to the piloting law and which takes into account the current values of the associated parameters; b) man vergleicht die so berechneten Ableitungen miteinander; b) comparing the thus calculated discharges each other; c) man wählt die Ableitung, deren zugehöriges Steuerbarkeitsgesetz den Steuerbefehl mit dem kleinsten Absolutwert erzeugt; c) is chosen, the derivative whose corresponding piloting law generates the piloting order of smallest absolute value; und d) man integriert eine Ableitung, die so gewählt wird, dass man den Steuerbefehl um die Steuerachse erhält. and d) integrating a derivative which is chosen so as to obtain the control command about the steering axis.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerachse die Nickachse des Flugzeuges ist. A method according to claim 1, characterized in that said piloting axis is the pitch axis of the aircraft.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Steuerbarkeitsgesetz wenigstens ein Gesetz zur Sicherung des Anstellwinkels und eine Vorgabefunktion des vertikalen Lastvielfache verwendet. A method according to claim 2, characterized in that is used as piloting law for securing the at least one angle of incidence and a preset function of the vertical load factor.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ableitung der Vorgabefunktion des vertikalen Lastvielfachen LoiNz mit Hilfe des folgenden Ausdrucks berechnet: A method according to claim 3, characterized in that one calculates the derivative of the default function of the vertical load factor LoiNz using the following expression: d(LoiNz)/dt = d [F224·(dθ/dt) – G220·Nzc + G221·(Nz – (cosθ/cosφ) – ProtVmax)]/dt + F225·[Nz – lim(Nzc + (cosθ/cosφ) + ProtVmax)] d (LoiNz) / dt = d [F224 · (dθ / dt) - G220 + G221 · · NZC (Nz - (cos / cos) - ProtVmax)] / dt + F225 · [Nz - lim (NZC + (cos / cos) + ProtVmax)] wobei: – F224, F225, G220 und G221 Parameter sind; where: - F224, F225, G220 and G221 parameters; – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist; - Θ the longitudinal attitude of the aircraft; – φ die Seitentrimmung des Flugzeuges ist; - Φ, the lateral attitude of the aircraft; – Nz das effektive vertikale Lastvielfache des Flugzeuges ist; - Nz is the effective vertical load factor of the aircraft; – Nzc das eingestellte vertikale Lastvielfache ist; - NZC is the set vertical load factor; – ProtVmax der höchstzulässige Wert einer Sicherung der Flugzeuggeschwindigkeit ist; - ProtVmax is the maximum value of a security of aircraft speed; und – lim eine Begrenzungsfunktion ist. and - lim is a limiting function.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ableitung des Gesetzes für die Sicherung des Anstellwinkels Protα mit Hilfe des folgenden Ausdrucks berechnet: Method according to one of claims 3 and 4, characterized in that one calculates the derivative of the law for securing the angle of attack Protα using the following expression: d(Protα)/dt = d[F831·(dθ/dt) – (CO·αcom) + F830·(α – αprot)]/dt + F829·[α – αprot – αcom] + lim [F833·(dV/dt)] d (Protα) / dt = d [F831 · (dθ / dt) - (CO · αcom) + F830 · (α - αprot)] / dt + F829 · [α - αprot - αcom] + lim [F833 · (dV / dt)] wobei: – F829, F830, F831, F833 und CO Parameter sind; where: - F829, F830, F831, F833 and CO are parameters; – α der effektive Anstellwinkel des Flugzeuges ist; - Α is the effective angle of attack of the aircraft; – αcom der eingestellte Anstellwinkel ist; - Is αcom the set angle of attack; – αprot ein Wert zur Sicherung des Anstellwinkels ist; - Αprot a value to save the angle of attack is; – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist; - Θ the longitudinal attitude of the aircraft; – V die effektive Geschwindigkeit des Flugzeuges ist; - V is the effective speed of the aircraft; und – lim eine Begrenzungsfunktion ist. and - lim is a limiting function.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerachse die Nickachse des Flugzeuges ist, und dass man für Schritt d): – die gewählte Ableitung, deren Steuerbarkeitsgesetz den Steuerbefehl mit dem kleinsten Absolutwert erzeugt, ausschließlich dann integriert, wenn diese Ableitung zwischen einer ersten Ableitung nach der Zeit einer Sicherung der Minimaltrimmung und einer zweiten Ableitung nach der Zeit einer Sicherung der Maximaltrimmung liegt; Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that said piloting axis is the pitch axis of the aircraft, and in that step d): - excluding then integrates said selected derivative, whose piloting law generates the piloting order of smallest absolute value, if this derivative between a first derivative with respect to time a backup of the Minimaltrimmung and a second derivative with respect to time of a maximum attitude of the fuse is located; – andernfalls, wenn die gewählte Ableitung kleiner ist als die erste Ableitung, integriert man diese zuletzt genannte, und wenn die gewählte Ableitung größer ist als die zweite Ableitung, integriert man die zweite Ableitung. - Otherwise, if said selected derivative is less than the first derivative, it integrates this latter, and if said selected derivative is greater than the second derivative, the second derivative is integrated.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man Folgendes berechnet: – die erste Ableitung der Sicherung der Minimaltrimmung Protθmin mit Hilfe des Ausdrucks: A method according to claim 6, characterized in that the following apply: - the first derivative of the fuse Minimaltrimmung Protθmin by means of the expression: d(Protθmin)/dt = F193·[K79·(dθ/dt) + K78·d(dθ/dt)/dt + K76·(θ + 15)]; d (Protθmin) / dt = F193 · [K79 · (dθ / dt) + K78 · d (dθ / dt) / dt + K76 · (θ + 15)]; und – die zweite Ableitung der Sicherung der Maximaltrimmung Protθmax mit Hilfe des Ausdrucks: and - the second derivative of maximum attitude of the fuse Protθmax by means of the expression: d(Protθmax)/dt = F193·[K79·(dθ/dt) + K78·d(dθ/dt)/dt + K77·(θ – 30)], d (Protθmax) / dt = F193 · [K79 · (dθ / dt) + K78 · d (dθ / dt) / dt + K77 · (θ - 30)], wobei: – F193, K76, K77, K78 und K79 Parameter sind; where: - F193, K76, K77, K78 and K79 parameters; und – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist. and - θ the longitudinal attitude of the aircraft.
  8. Verfahren nach Anspruch 3, für eine manuelle Steuerung des Flugzeuges mit Hilfe eines Steuerknüppels ( Method according to Claim 3, for manual control of the aircraft with the aid of a joystick ( 70 70 ), dadurch gekennzeichnet, dass man ferner als Steuerbarkeitsgesetz ein Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit verwendet, und dass die Betätigung des Steuerknüppels ( ), Characterized in that it further comprises a Law for the Protection of the speed used as piloting law, and in that the actuation of the control stick ( 70 70 ) gleichzeitig ausgedrückt wird als Sollwert für das Lastvielfache, als Sollwert für den Grenzanstellwinkel und als Sollwert für die Grenzgeschwindigkeit, die von der Vorgabefunktion des Lastvielfachen, dem Gesetz zur Sicherung des Anstellwinkels beziehungsweise dem Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit verwendet werden. ) Is expressed at the same time as the setpoint for the load factor, as the reference for the Grenzanstellwinkel and as a reference for the speed limit to be the law to guarantee the pitch or the law to ensure the speed used by the default function of load factors.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit ein erstes Gesetz aufweist, welches das Überschreiten des Sollwertes zulässt, und ein zweites Gesetz, das kein Überschreiten des Sollwertes zulässt. A method according to claim 8, characterized in that the law for securing the speed comprises a first law which permits the crossing of the reference value, and a second law not permitting exceeding of instruction.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gesetz ein Gesetz zur Sicherung in Bezug auf die höchstzulässige Betriebsgeschwindigkeit (Vm0) des Flugzeuges ist, und das zweite Gesetz ein Gesetz zur Sicherung in Bezug auf die konstruktionsbedingte Grenzgeschwindigkeit (Vd) des Flugzeuges ist. A method according to claim 9, characterized in that the first law is a law for protection in relation to the maximum operating speed (Vm0) of the aircraft, and the second law a law on protection in relation to the construction-related limiting velocity (Vd) of the aircraft.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerachse die Rollachse des Flugzeuges ist. A method according to claim 1, characterized in that said piloting axis is the roll axis of the aircraft.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerachse die Gierachse des Flugzeuges ist. A method according to claim 1, characterized in that said piloting axis is the yaw axis of the aircraft.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerachse die Achse zur Steuerung des Triebwerksschubs ist. A method according to claim 1, characterized in that said piloting axis is the axis for controlling the engine thrust.
  14. Flugzeugsteuerungssystem, das in der Lage ist, Befehle zur Steuerung des Flugzeuges um wenigstens eine Steuerachse zu erzeugen, wobei das System ( Aircraft control system that is able to generate commands for controlling said aircraft about at least one control axis, said system ( 1 1 ) wenigstens zwei Steuermittel ( ) At least two control means ( 2 2 , . 3 3 , . 76 76 , . 77 77 , . 79 79 , . 84 84 , . 86 86 ) aufweist, wobei jedes dieser Steuermittel ( ), Wherein each of said control means ( 2 2 , . 3 3 , . 76 76 , . 77 77 , . 79 79 , . 84 84 , . 86 86 ) ein Steuerbarkeitsgesetz umfasst, das sich von jenem des anderen Steuermittels unterscheidet, und das es erlaubt, Befehle zur Steuerung um die Steuerachse in Abhängigkeit von Parametern des Flugzeuges zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Steuermittel ( ) Comprises a piloting law which is different from that of the other control means, and which allows to determine commands to control the control axis in function of parameters of the aircraft, characterized in that each of the control means ( 2 2 , . 3 3 , . 76 76 , . 77 77 , . 79 79 , . 84 84 , . 86 86 ) in der Lage ist, die Ableitung nach der Zeit der Funktion zu berechnen, die das entsprechende Steuerbarkeitsgesetz darstellt, und das die aktuellen Werte der zugehörigen Parameter berücksichtigt, und dass das Steuerungssystem ( ) Is able to calculate the derivative with respect to time of the function which represents the corresponding piloting law and which takes into account the current values of the corresponding parameters, and in that the control system ( 1 1 ) ferner Folgendes aufweist: – erste Mittel ( ) Further comprises: - first means ( 4 4 , . 78 78 ), um die von den Steuermitteln ( ) To that of the control means ( 2 2 , . 3 3 , . 76 76 , . 77 77 , . 79 79 , . 84 84 , . 86 86 ) berechneten Ableitungen miteinander zu vergleichen und um eine Ableitung zu wählen; To compare) calculated discharges each other and to select a derivation; und – zweite Mittel ( and - second means ( 10 10 , . 81 81 ), um eine ausgewählte Ableitung so zu integrieren, dass man den Befehl zur Steuerung um die Steuerachse erhält. ) For integrating a selected derivative in such a way that it receives the command for controlling the control axis.
  15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Mittel wenigstens einen Voter ( System according to claim 14, characterized in that the first means comprise at least one voter ( 4 4 , . 78 78 ) aufweisen. ) Have.
  16. System nach einem der Ansprüche 15 und 16, wobei die Steuerachse die Nickachse ist, dadurch gekennzeichnet, dass es dritte Mittel ( System according to one of claims 15 and 16, wherein the control axis is the pitch axis, characterized in that third means ( 6 6 ) aufweist, um eine Ableitung, deren Gesetz den Befehl für die schwächste Hochziehbewegung erzeugt, mit Ableitungen der Sicherung der Minimal- und Maximaltrimmung zu vergleichen, und um die Ableitung zu wählen, die den Mittelwert darstellt und von den zweiten Mitteln ( ) Which, for comparing a derivative, whose law generates the command for the weakest pull-up motion with derivatives of minimum and maximum attitude of the fuse, and for selecting the derivative, which represents the mean value and by the second means ( 10 10 ) integriert wird. ) Is integrated.
  17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Mittel wenigstens einen Voter ( System according to claim 16, characterized in that the third means comprise at least one voter ( 6 6 ) aufweisen. ) Have.
  18. System nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner wenigstens einen Motor ( System according to one of claims 14 to 17, characterized in that it further comprises at least a motor ( 72 72 ) aufweist, dessen Ausgang mit dem Eingang von wenigstens einem der Steuermittel ( ) Having its output connected to the input of at least one of the control means ( 77 77 ) verbunden ist. ) Is connected.
  19. Flugzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Steuerungssystem ( Aircraft, characterized in that there is a control system ( 1 1 ) der Art aufweist, wie es unter einem der Ansprüche 14 bis 18 beschrieben wird. ) Of the type comprising, as is described in any one of claims 14 to 18.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung eines Flugzeuges, die dazu bestimmt sind, Befehle zur Steuerung des Flugzeuges um wenigstens eine Steuerachse zu erzeugen. The present invention relates to a method and a system for controlling an aircraft, intended to generate commands for controlling at least one control axis of the aircraft.
  • [0002] [0002]
    Genauer gesagt betrifft sie ein Steuerungssystem, das wenigstens zwei unterschiedliche Steuerbarkeitsgesetze umfasst. More particularly, it relates to a control system comprising at least two different piloting laws. Es ist bekannt, dass ein Steuerbarkeitsgesetz eine Funktion ist, die es erlaubt, Befehle zur Steuerung des Flugzeuges, die an dessen Steuerflächen übertragen werden sollen, in Abhängigkeit von verschiedenen, im Flugzeug abrufbaren Parametern zu bestimmen, beispielsweise die Geschwindigkeit, der Anstellwinkel, die Fluglage, Befehle des Piloten und eventuell Ableitungen und Integrale dieser Parameter. It is known that a piloting law is a function that makes it possible to determine commands for the control of the aircraft that are to be transmitted to the control surfaces in dependence on various retrievable in the aircraft parameters, for example speed, angle of attack, the attitude commands of the pilot and any derivatives and integrals of these parameters.
  • [0003] [0003]
    Im Allgemeinen erfolgt die Wahl zwischen den verschiedenen Steuerbarkeitsgesetzen, um die an die Steuerflächen zu übertragenden Steuerbefehle zu erzeugen, in Abhängigkeit von den Werten verschiedener Parameter des Flugzeuges. In general, the choice between the various Steuerbarkeitsgesetzen takes place to generate the to be transmitted to the control surfaces of control commands in dependence on the values of various parameters of the aircraft.
  • [0004] [0004]
    Solch eine Ausführung bringt Nachteile mit sich. Such a design entails disadvantages. Im Falle einer Steuerung um die Nickachse ist es bei solch einer Wahlmethode insbesondere oft schwierig, den Anstellwinkel des Flugzeuges kleiner als einen vorgeschriebenen Höchstwert zu halten. In the case of a control around the pitch axis at such a selection method, it is often particularly difficult to maintain the angle of attack of the aircraft is less than a prescribed maximum value.
  • [0005] [0005]
    Die Druckschrift US-4 209 734 beschreibt außerdem ein Zweikanal-Steuerungssystem für einen Flugregler eines Flugzeuges. The US-4,209,734 also describes a two channel control system for flight control of an aircraft. Dieses Steuerungssystem schaltet die Ausgänge der beiden Kanäle zusammen, um eine Steuerfläche des Flugzeuges zu positionieren. This control system switched on together, the outputs of the two channels for positioning a control surface of the aircraft. Ferner weist dieses bekannte System Mittel auf, die es erlauben, jegliche Bewegung der Steuerfläche, die durch eine Funktionsstörung in dem einen Kanal bedingt ist, durch eine Gegenbewegung, die daraufhin von dem anderen Kanal erzeugt wird, auszugleichen. Furthermore, this known system comprises means which allow any movement of the control surface, in said one channel is due to a malfunction, to compensate for by a counter-motion, which is thereupon generated by the other channel.
  • [0006] [0006]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein besonders effizientes Steuerungsverfahren, das es insbesondere erlaubt, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen. The present invention relates to a particularly efficient control method, which allows in particular to eliminate the aforementioned drawbacks.
  • [0007] [0007]
    Zu diesem Zweck zeichnet sich gemäß der Erfindung das Flugzeugsteuerungsverfahren, das dazu bestimmt ist, Befehle zur Steuerung des Flugzeuges um wenigstens eine Steuerachse zu erzeugen, wobei man wenigstens zwei unterschiedliche Steuerbarkeitsgesetze verwendet, die sich auf die Steuerachse beziehen und es jeweils erlauben, in Abhängigkeit von Parametern des Flugzeuges Steuerbefehle zu bestimmen, dadurch aus, dass man automatisch und im Wiederholungsverfahren die folgenden Schritte ausführt: To this end, characterized according to the invention, the aircraft control procedure, which is intended to commands to control the aircraft in order to generate at least one control axis, using at least two different piloting laws, relating to said piloting axis and allow respectively, in dependence on parameters of the aircraft to determine control commands, characterized in that it automatically and repeat procedure performs the following steps:
    • a) für jedes der Steuerbarkeitsgesetze berechnet man die Ableitung nach der Zeit der Funktion, die dem Steuerbarkeitsgesetz entspricht, und welche die aktuellen Werte der zugehörigen Parameter berücksichtigt; a) for each of said piloting laws, we can calculate the derivative with respect to time of the function which corresponds to the piloting law and which takes into account the current values of the associated parameters;
    • b) man vergleicht die so berechneten Ableitungen miteinander; b) comparing the thus calculated discharges each other;
    • c) man wählt die Ableitung, deren zugehöriges Steuerbarkeitsgesetz den Steuerbefehl mit dem kleinsten Absolutwert erzeugt; c) is chosen, the derivative whose corresponding piloting law generates the piloting order of smallest absolute value; und and
    • d) man integriert eine Ableitung, die so gewählt wird, dass man den Steuerbefehl um die Steuerachse erhält. d) integrating a derivative which is chosen so as to obtain the control command about the steering axis.
  • [0008] [0008]
    Man wählt also das Steuerbarkeitsgesetz nicht in Abhängigkeit von Parametern des Flugzeuges, sondern in Abhängigkeit von den Ergebnissen jedes Gesetzes, wobei das Steuerbarkeitsgesetz, das den Befehl mit dem kleinsten Absolutwert erzeugt (das heißt, das am besten geeignete Gesetz, um das gewünschte Ziel zu erreichen), in Anspruch genommen wird. Thus, one selects the piloting not a function of parameters of the aircraft, but in dependence on the results of any law, in which the piloting law generates the command with the smallest absolute value (that is, the most appropriate law, to achieve the desired target ), is claimed. Dieses Gesetz entspricht dem Gesetz mit der kleinsten Ableitung. This law is lawful with the smallest dissipation.
  • [0009] [0009]
    Die Tatsache, dass man die Ableitungen berechnet, erlaubt es, das bekannte Problem zu umgehen, das durch die Existenz von wenigstens einem integrierendem Term in den entsprechenden Funktionen der Steuerbarkeitsgesetze bedingt ist. The fact that you calculate the derivatives is to circumvent the well-known problem that is caused by the existence of at least one of an integrating term in the corresponding functions of piloting allowed. Ein integrierender Term in einem inaktiven Gesetz kann nämlich einen beliebigen Wert annehmen, und der Vergleich mit einem aktiven Gesetz macht keinen Sinn. An integral term in an inactive law can namely be any value, and the comparison with an active law makes no sense. Ferner weiß man nicht, wenn man das Gesetz ändert, mit welchem Wert man den Integrator initialisieren muss. Furthermore, we do not know if you can change the law with which value you must initialize the integrator. Indem man die Ableitungen der Funktionen, die den jeweiligen Gesetzen entsprechen, im Voraus berechnet und diese Ableitungen vergleicht, verhindert man folglich die vorstehend genannten Probleme. By reacting the derivatives of the functions that correspond to the respective laws calculated in advance and compares these derivatives, to consequently prevent the above-mentioned problems.
  • [0010] [0010]
    Die vorliegende Erfindung kann zur Steuerung eines Flugzeuges um eine oder simultan um mehrere der verschiedenen Steuerachsen des Flugzeuges (Nickachse, Rollachse, Gierachse, Achse zur Steuerung des Triebwerksschubs) verwendet werden. The present invention can be used for control of an aircraft to one or simultaneously to more than one of the various control of the aircraft axes (pitch axis, roll axis, yaw axis, axis for controlling the engine thrust).
  • [0011] [0011]
    Wenn die Steuerung um die Nickachse erfolgt, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine natürliche Steuerung, wobei der Anstellwinkel kontrolliert wird, der den höchstzulässigen Anstellwinkel nicht überschreitet, da man das Steuerbarkeitsgesetz wählt, das in diesem Fall den Befehl für die schwächste Hochziehbewegung erzeugt. When the control is performed about the pitch axis, the method of the invention allows a natural controller, wherein the angle of attack is controlled not to exceed the maximum allowable angle of attack, since it selects the piloting law generates the command for the weakest pull-up movement in this case.
  • [0012] [0012]
    In dieser Situation verwendet man vorzugsweise als Steuerbarkeitsgesetze wenigstens ein Gesetz zur Sicherung des Anstellwinkels und eine Vorgabefunktion für die Flugbahn oder das Lastvielfache (vertikal). In this situation, is preferably used as piloting at least one law to guarantee the angle of attack and a control law for the trajectory or the load factor (vertical).
  • [0013] [0013]
    Vorteilhafterweise berechnet man die Ableitung der Vorgabefunktion für das vertikale Lastvielfache LoiNz mit Hilfe des Ausdrucks: Advantageously, we calculate the derivative of the control law for the vertical load factor LoiNz by the expression: d(LoiNz)/dt = d[F224·(dθ/dt) – G220·Nzc + G221·(Nz – (cosθ/cosφ) – ProtVmax)]/dt + F225·[Nz – lim(Nzc + (cosθ/cosφ) + ProtVmax)] d (LoiNz) / dt = d [F224 · (dθ / dt) - G220 + G221 · · NZC (Nz - (cos / cos) - ProtVmax)] / dt + F225 · [Nz - lim (NZC + (cos / cos) + ProtVmax)] wobei: where:
    • – F224, F225, G220 und G221 Parameter sind; - F224, F225, G220 and G221 parameters;
    • – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist; - Θ the longitudinal attitude of the aircraft;
    • – φ die Seitentrimmung des Flugzeuges ist; - Φ, the lateral attitude of the aircraft;
    • – Nz das effektive vertikale Lastvielfache des Flugzeuges ist; - Nz is the effective vertical load factor of the aircraft;
    • – Nzc das eingestellte vertikale Lastvielfache ist; - NZC is the set vertical load factor;
    • – ProtVmax der höchstzulässige Wert einer Sicherung der Flugzeuggeschwindigkeit ist; - ProtVmax is the maximum value of a security of aircraft speed; und and
    • – lim eine Begrenzungsfunktion ist. - Lim is a limiting function.
  • [0014] [0014]
    Ferner berechnet man vorteilhafterweise die Ableitung des Gesetzes für die Sicherung des Anstellwinkels Protα mit Hilfe des Ausdrucks: Further, it advantageously calculated the derivative of the Act for safeguarding the angle of attack Protα by the expression: d(Protα)/dt = d[F831·(dθ/dt) – (CO·αcom) + F830·(α – αprot)]/dt + F829·[α – αprot – αcom] + lim[F833·(dV/dt)] d (Protα) / dt = d [F831 · (dθ / dt) - (CO · αcom) + F830 · (α - αprot)] / dt + F829 · [α - αprot - αcom] + lim [F833 · (dV / dt)] wobei: where:
    • – F829, F830, F831, F833 und CO Parameter sind; - F829, F830, F831, F833 and CO parameters;
    • – α der effektive Anstellwinkel ist; - Α is the effective angle of attack;
    • – αcom der eingestellte Anstellwinkel ist; - Is αcom the set angle of attack;
    • – αprot ein Wert zur Sicherung des Anstellwinkels ist; - Αprot a value to save the angle of attack is;
    • – θ die Längstrimmung ist; - Θ is the longitudinal attitude;
    • – V die effektive Geschwindigkeit des Flugzeuges ist; - V is the effective speed of the aircraft; und and
    • – lim eine Begrenzungsfunktion ist. - Lim is a limiting function.
  • [0015] [0015]
    Wenn die Steuerachse die Nickachse des Flugzeuges ist, gilt darüber hinaus vorteilhafterweise für Schritt d): When the control axis is the pitch axis of the aircraft, applies equally advantageously step d):
    • – man integriert die gewählte Ableitung, deren Steuerbarkeitsgesetz den Steuerbefehl mit dem kleinsten Absolutwert erzeugt, ausschließlich dann, wenn diese Ableitung zwischen einer ersten Ableitung nach der Zeit einer Sicherung der Minimaltrimmung und einer zweiten Ableitung nach der Zeit zur Sicherung der Maximaltrimmung liegt; - Integrating said selected derivative, whose piloting law generates the piloting order of smallest absolute value, only if this derivative lies between a first derivative with respect to time a backup of the Minimaltrimmung and a second derivative with respect to time to ensure the maximum attitude;
    • – andernfalls, wenn die gewählte Ableitung kleiner ist als die erste Ableitung, integriert man diese zuletzt genannte, und wenn die gewählte Ableitung größer ist als die zweite Ableitung, integriert man die zweite Ableitung. - Otherwise, if said selected derivative is less than the first derivative, it integrates this latter, and if said selected derivative is greater than the second derivative, the second derivative is integrated.
  • [0016] [0016]
    Auf diese Weise vereinfacht man die Ausführung der Erfindung, da man nicht für jedes Steuerbarkeitsgesetz eine Trimmsicherung hat, sondern eine einzige Trimmsicherung, die global wirkt. In this way simplifies the embodiment of the invention, as it is not for every piloting has a trim control, but a single trim backup that works globally.
  • [0017] [0017]
    Zu diesem Zweck berechnet man vorteilhafterweise: For this purpose, advantageously calculated:
    • – die erste Ableitung der Sicherung der Minimaltrimmung Protθmin mit Hilfe des Ausdrucks: - The first derivative of the fuse Minimaltrimmung Protθmin by means of the expression: d(Protθmin)/dt = F193·[K79·(dθ/dt) + K78·d(dθ/dt)/dt + K76·(θ + 15)]; d (Protθmin) / dt = F193 · [K79 · (dθ / dt) + K78 · d (dθ / dt) / dt + K76 · (θ + 15)]; und and
    • – die zweite Ableitung der Sicherung der Maximaltrimmung Protθmax mit Hilfe des Ausdrucks: - The second derivative of maximum attitude of the fuse Protθmax by means of the expression: d(Protθmax)/dt = F193·[K79·(dθ/dt) + K78·d(dθ/dt)/dt + K77·(θ – 30)], d (Protθmax) / dt = F193 · [K79 · (dθ / dt) + K78 · d (dθ / dt) / dt + K77 · (θ - 30)], wobei: where:
    • – F193, K76, K77, K78 und K79 Parameter sind; - F193, K76, K77, K78 and K79 parameters; und and
    • – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist. - Θ the longitudinal attitude of the aircraft.
  • [0018] [0018]
    Im Falle einer manuellen Steuerung des Flugzeuges um die Nickachse mit Hilfe von wenigstens einem gewöhnlichen Steuerknüppel verwendet man vorteilhafterweise als Steuerbarkeitsgesetze eine Vorgabefunktion für das Lastvielfache, ein Gesetz zur Sicherung des Anstellwinkels und ein Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit, und die Betätigung des Steuerknüppels wird gieichzeitig ausgedrückt als Sollwert für das Lastvielfache, als Sollwert für den Grenzanstellwinkel und als Sollwert für die Grenzgeschwindigkeit, die von der Vorgabefunktion des Lastvielfachen, dem Gesetz zur Sicherung des Anstellwinkels beziehungsweise dem Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit verwendet werden. In the case of a manual control of the aircraft about the pitch axis by means of at least one ordinary joystick is advantageously used as piloting a default function for the load factor, an Act to Secure the angle of attack and a law to ensure the speed, and the operation of the joystick is expressed of simultaneously as a reference for the load factor, as the reference for the Grenzanstellwinkel and as a reference for the speed limit to be the law to guarantee the pitch or the law to ensure the speed used by the default function of load factors.
  • [0019] [0019]
    In diesem Fall weist das Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit ein erstes Gesetz auf (das sogenannte "weiche" Gesetz), das ein Überschreiten des Sollwertes zulässt, und ein zweites Gesetz (das sogenannte "harte" Gesetz), das kein Überschreiten des Sollwertes zulässt. In this case, the law to ensure the speed, a first law on (the so-called "soft" law), which allows an exceeding of the set value, and a second law (the so-called "hard" law), which allows no crossing of the setpoint.
  • [0020] [0020]
    Ferner ist das erste Gesetz vorteilhafterweise ein Sicherungsgesetz in Bezug auf die maximale Betriebsgeschwindigkeit des Flugzeuges, und das zweite Gesetz ist ein Sicherungsgesetz in Bezug auf die konstruktionsbedingte Grenzgeschwindigkeit des Flugzeuges. Further, the first law advantageously a fuse law in relation to the maximum operating speed of the aircraft, and the second law is a law in respect of securing the design-related limiting speed of the aircraft.
  • [0021] [0021]
    Die vorliegende Erfindung betrifft gleichfalls ein Flugzeugsteuerungssystem, das in der Lage ist, Befehle zur Steuerung des Flugzeuges um wenigstens eine Steuerachse (Nickachse, Rollachse, Gierachse und/oder Achse des Triebwerksschubs) zu erzeugen. The present invention also relates to an aircraft control system which is able to generate commands for controlling said aircraft about at least one control axis (pitch axis, roll axis, yaw axis and / or axis of the engine thrust).
  • [0022] [0022]
    Das Steuerungssystem des Typs, der wenigstens zwei Steuermittel aufweist, wobei jedes dieser Steuermittel ein Steuerbarkeitsgesetz umfasst, das sich von jenem des anderen Steuermittels unterscheidet, und das es erlaubt, Befehle zur Steuerung um die Steuerachse in Abhängigkeit von Parametern des Flugzeuges zu bestimmen, zeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch aus, dass jedes der Steuermittel in der Lage ist, die Ableitung nach der Zeit der Funktion zu berechnen, die das entsprechende Steuerbarkeitsgesetz darstellt, und das die aktuellen Werte der zugehörigen Parameter berücksichtigt, und dass das Steuerungssystem ferner Folgendes aufweist: The control system of the type having at least two control means, each of said control means comprising a piloting law which is different from that of the other control means, and which allows to determine commands to control the control axis in function of parameters of the aircraft, characterized according to the invention is characterized in that each of the control means is able to calculate the derivative with respect to time of the function which represents the corresponding piloting law and which takes into account the current values of the corresponding parameters, and in that the control system further comprising:
    • – erste Mittel, um die von den Steuermitteln berechneten Ableitungen miteinander zu vergleichen und um eine Ableitung zu wählen; - First means to compare the calculated derivatives to each other by the control means and for selecting a derivative; und and
    • – zweite Mittel, um eine Ableitung zu integrieren, die so gewählt wird, dass man den Befehl zur Steuerung um die Steuerachse erhält. - Second means to integrate a derivative which is chosen so that it receives the command for controlling the control axis.
  • [0023] [0023]
    Dank der Erfindung erhält man also ein effizientes Steuerungssystem, das darüber hinaus sehr einfach auszuführen und verständlich ist. Thanks to the invention is therefore obtained an efficient management system, moreover, is very simple to implement and understand.
  • [0024] [0024]
    Vorteilhafterweise weisen die ersten Mittel wenigstens einen Voter auf. Advantageously, the first means on at least one voter. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung versteht man unter einem Voter ein bekanntes Vergleichssystem, das wenigstens zwei Eingänge und einen Ausgang umfasst, und das ständig die Werte vergleicht, die an den Eingängen anliegen, und das einen dieser Werte gemäß zuvor festgelegten Regeln an den Ausgang schickt. In the context of the present invention is meant by a voter a known comparison system comprising at least two inputs and one output, and constantly compares the values at the inputs, and one of these values previously determined in accordance with rules sent to the output. Ein Voter kann beispielsweise drei Eingänge und einen Ausgang umfassen und an den Ausgang einen Mittelwert aus drei Werten liefern, die jeweils von den drei Eingängen eingegeben wurden. A voter may for example comprise three inputs and one output and supply to the output of an average of three values, each of which was supplied by the three inputs. Man kann feststellen, dass man also in dem Fall von zwei Steuerbefehlen, deren Ergebnisse jeweils an zwei der Eingänge übertragen werden, gemäß der Erfindung darüber hinaus einen Fixwert an den dritten Eingang überträgt. It can be seen therefore that a fixed value transfers in the case of two control commands, the results are transferred to two of the inputs, according to the invention in addition to the third input.
  • [0025] [0025]
    Was die Nickachse anbelangt, so erlaubt es die so durch Voter erzielte Sicherung, zwei bekannte verwendete Vorrichtungen auszutauschen: die Phasenverschiebung und die Blockierung des Knüppels zum Hochziehen. With regard to the pitch axis, so it allows the voter as generated by fuse to exchange two known devices used: the phase shift and the blocking of the lever for pulling up.
  • [0026] [0026]
    Außerdem weist das Steuerungssystem vorteilhafterweise im Falle der Steuerung um die Nickachse dritte Mittel auf, vorzugsweise einen Voter, um eine Ableitung, deren Gesetz den Befehl für die schwächste Hochziehbewegung erzeugt, mit Ableitungen der Sicherung der Minimal- und Maximaltrimmung zu vergleichen, und um die Ableitung zu wählen, die den Mittelwert darstellt und von den zweiten Mitteln integriert wird. Also includes the control system advantageously in the case of the control about the pitch axis third means, preferably a voter, for comparing a derivative, whose law generates the command for the weakest pull-up motion with derivatives of securing the minimum and maximum attitude, and the derivative to select, which represents the mean value and is integrated by the second means.
  • [0027] [0027]
    Darüber hinaus weist das erfindungsgemäße Steuerungssystem vorteilhafterweise unabhängig von der betreffenden Steuerachse wenigstens einen Motor auf, dessen Ausgang mit dem Eingang von wenigstens einem der Steuermittel verbunden ist. In addition, the control system of the invention has advantageously independent of the relevant control axis on at least one motor whose output is connected to the input of at least one of the control means.
  • [0028] [0028]
    Aus den Figuren der beifolgenden Zeichnungen ist ersichtlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann. From the figures of the appended drawings it can be seen how the invention may be embodied. Ähnliche Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Like elements are designated in these figures by the same reference characters.
  • [0029] [0029]
    1 1 ist das Blockschaltbild eines Steuerungssystems, das einer ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht. is a block diagram of a control system corresponding to a first embodiment of the invention.
  • [0030] [0030]
    Die The 2 2 und and 3 3 zeigen schematisch unterschiedliche Steuermittel. schematically show different control means.
  • [0031] [0031]
    4 4 zeigt schematisch ein Rechenmittel, das es erlaubt, Ableitungen zur Sicherung der Minimal- und Maximaltrimmung zu berechnen. schematically shows a computing means, which makes it possible to calculate derivatives to secure the minimum and maximum attitude.
  • [0032] [0032]
    5 5 ist das Blockschaltbild eines Steuerungssystems, das einer zweiten Ausführungsform der Erfindung entspricht. is a block diagram of a control system corresponding to a second embodiment of the invention.
  • [0033] [0033]
    6 6 zeigt schematisch eine Variante eines Teils des Steuerungssystems von schematically shows a variant of a part of the control system of 4 4 . ,
  • [0034] [0034]
    7 7 ist eine Grafik, die es erlaubt, die Variante von is a graphic that allows the variant of 6 6 zu erklären. to explain.
  • [0035] [0035]
    Das System, das der Erfindung entspricht und in The system, which corresponds to the invention and in 1 1 schematisch dargestellt ist, ist ein System zur Steuerung eines nicht abgebildeten Flugzeuges, insbesondere eines Transportflugzeuges, das in der Lage ist, Befehle zu erzeugen, mit denen das Flugzeug um wenigstens eine der jeweiligen Steuerachsen des Flugzeuges gesteuert wird (Nickachse, Rollachse, Gierachse, Achse der Steuerung des Triebwerksschubs). is schematically shown, is a system for control of an aircraft, not shown, in particular a transport plane, which is able to generate commands that the aircraft is controlled by at least one of the respective control axes of the aircraft (pitch axis, roll axis, yaw axis, axis the control of the engine thrust). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann also das System In the present invention, therefore, the system can 1 1 das Flugzeug entweder um eine oder um mehrere (zwei, drei, vier) dieser Steuerachsen steuern. the aircraft control either one or several (two, three, four) of these control axes. Die von dem Steuerungssystem Of the control system 1 1 erzeugten Steuerbefehle werden auf übliche Weise an bekannte Steuerorgane des Flugzeuges übertragen, beispielsweise an aerodynamische Steuerflächen. generated control commands are transmitted in a conventional manner known per se control elements of the aircraft, for example to aerodynamic control surfaces. Dies gilt auch für das Steuerungssystem This also applies to the control system 71 71 , das in Which in 5 5 abgebildet ist. is shown.
  • [0036] [0036]
    Gemäß der Erfindung weist das Steuerungssystem According to the invention, the control system 1 1 für die Steuerung um eine einzelne Steuerachse wenigstens Folgendes auf: for the control of a single control axis at least includes:
    • – eine Vielzahl von Steuermitteln - A plurality of control means 2 2 und and 3 3 , wobei jedes der Steuermittel Wherein each of the control means 2 2 und and 3 3 ein gewöhnliches Steuerbarkeitsgesetz umfasst, das sich von jenem des anderen Steuermittels unterscheidet, und das es erlaubt, in Abhängigkeit von Flugzeugparametern (Geschwindigkeit, Anstellwinkel, Trimmung, Befehle des Piloten, etc.) Steuerbefehle zu bestimmen. comprises a common piloting law which is different from that of the other control means, and which allows a function of aircraft parameters (speed, angle of attack, trimming, the pilot commands, etc.) to determine control commands. Gemäß der Erfindung berechnet jedes der Steuermittel According to the invention calculates each of the control means 2 2 und and 3 3 die Ableitung nach der Zeit der Funktion, die das entsprechende Steuerbarkeitsgesetz darstellt, und welche die aktuellen Werte der zugehörigen Parameter berücksichtigt, wie im Folgenden genauer erklärt wird; the derivative with respect to time of the function which represents the corresponding piloting law and which takes into account the current values of the associated parameters, as will be explained in more detail below;
    • – Mittel - Medium 4 4 , die nachstehend genauer beschrieben werden, um die von den Steuermitteln Which are described in more detail below, in order of the control means 2 2 und and 3 3 berechneten Ableitungen miteinander zu vergleichen und eine im Folgenden genauer beschriebene Ableitung zu wählen, und to compare the calculated derivatives to each other and to select a more accurate derivation described below, and
    • – Mittel - Medium 10 10 , um eine Ableitung zu integrieren, die so gewählt wird, dass man den Befehl zur Steuerung um die Steuerachse bilden kann. To incorporate a derivative which is chosen so that one can form the command to control the control axis.
  • [0037] [0037]
    Gemäß der Erfindung umfassen die Mittel According to the invention, the means 4 4 einen Voter herkömmlicher Art, der drei Eingänge und einen Ausgang aufweist. a voter conventional type having three inputs and one output. Der Voter vergleicht die an die drei Eingänge gelieferten Werte miteinander und liefert den Mittelwert an seinen Ausgang. The Voter compares the supplied values to the three inputs with each other and supplies the average value to its output.
  • [0038] [0038]
    Ferner weist das System Further, the system comprises 1 1 gemäß der Erfindung auch Mittel according to the invention also comprises means 6 6 auf, vorzugsweise einen Voter, um die von dem Voter , preferably a voter, the voter of the 4 4 gewählte Ableitung mit den Ableitungen der Sicherung der Minimal- und Maximaltrimmung zu vergleichen, die von der Verbindung compare selected derivative with the derivatives of the fuse of the minimum and maximum attitude, of the compound 8 8 beziehungsweise respectively 9 9 empfangen werden. be received.
  • [0039] [0039]
    Ferner umfasst das System The system further comprises 1 1 in bekannter Weise: in a known manner:
    • – um Befehle um die Steuerachse zu erzeugen, deren Ergebnisse durch eine Verbindung - In order to generate commands to the control axis, the results by a connection 13 13 übertragen werden: be transferred:
    • • bekannte Mittel • known means 11 11 zur Amplitudenbegrenzung (in °), die es erlauben, zu große Bewegungen der Steuerflächen zu verhindern; to the amplitude limitation to prevent (in °), which allow to large movements of the control surfaces; und and
    • • bekannte Mittel • known means 12 12 zur Begrenzung der Ausschlaggeschwindigkeit (in °/s), die es erlauben, ein zu schnelles Ausstellen der Steuerflächen zu verhindern; for limiting the deflection speed (° / s) which make it possible to prevent a too fast issuing of the control surfaces; und and
    • – für die Flugplanung - For flight planning
    • • Integrationsmittel • Integration means 14 14 ; ;
    • • bekannte Mittel • known means 15 15 zur Amplitudenbegrenzung; to the amplitude limitation; und and
    • • bekannte Mittel • known means 16 16 zur Begrenzung der Ausschlaggeschwindigkeit, deren Ausgang mit einer Verbindung to limit the deflection speed, the output with a compound 17 17 verbunden ist. is connected.
  • [0040] [0040]
    Die vorliegende Erfindung eignet sich zwar nicht ausschließlich, aber ausgesprochen gut für die Steuerung um die Nickachse (Hochachse) des Flugzeuges. The present invention is not limited to, but very good for controlling the pitch axis (vertical axis) of the aircraft.
  • [0041] [0041]
    Daher ist das System Therefore, the system is 1 1 , . 71 71 in den im Folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen dazu bestimmt, Befehle zum Steuern um die Nickachse zu erzeugen. in the preferred embodiments described below, intended to generate commands for controlling the pitch axis.
  • [0042] [0042]
    Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den A first embodiment is shown in 1 1 bis to 4 4 dargestellt. shown.
  • [0043] [0043]
    In diesem Fall umfassen die Mittel In this case, the means 2 2 und and 3 3 vorzugsweise jeweils ein Gesetz zur Sicherung des Anstellwinkels Protα und eine Vorgabefunktion für das vertikale Lastvielfache LoiNz, die im Folgenden genauer beschrieben werden. preferably each a law for securing the angle of attack Protα and a control law for the vertical load factor LoiNz, which are described in more detail below.
  • [0044] [0044]
    Ferner empfängt der dritte Eingang Further, the third input receiving 5 5 vom Voter the Voter 4 4 : :
    • – in einer ersten Ausführungsvariante einen pauschalen Befehl zum Abkippen, so dass der Voter - A flat-rate command in a first embodiment, the tilting so that the voter 4 4 dann also aus den von den Steuermitteln So then the reasons given by the control means 2 2 und and 3 3 kommenden Ergebnissen jene wählt, die den Befehl für die schwächste Hochziehbewegung erzeugen; results coming selects those that generate the command for the weakest pull movement; und and
    • – in einer zweiten Ausführungsvariante ein Steuerbarkeitsgesetz für Geschwindigkeit gewöhnlicher Art. So sichert man also die Geschwindigkeit. - In a second embodiment of a piloting speed for ordinary types Thus one saves the speed..
  • [0045] [0045]
    Gemäß der Erfindung berechnen die Mittel According to the invention calculate the means 2 2 die Ableitung des Gesetzes zur Sicherung des Anstellwinkels Protα mit Hilfe des Ausdrucks: the derivation of the law to secure the angle of attack Protα by the expression: d(Protα)/dt = d[F831·(dθ/dt) – (CO·αcom) + F830·(α – αprot)]/dt + F829·[α – αprot – αcom] + lim[F833·(dV/dt)] d (Protα) / dt = d [F831 · (dθ / dt) - (CO · αcom) + F830 · (α - αprot)] / dt + F829 · [α - αprot - αcom] + lim [F833 · (dV / dt)] wobei: where:
    • – F829, F830, F831, F833 und CO im Folgenden genauer beschriebene Parameter sind; - F829, F830, F831, F833 and CO are described in more detail in the following parameters;
    • – α der effektive Anstellwinkel des Flugzeuges ist; - Α is the effective angle of attack of the aircraft;
    • – αcom der eingestellte Anstellwinkel ist; - Is αcom the set angle of attack;
    • – αprot ein Wert zur Sicherung des Anstellwinkels ist; - Αprot a value to save the angle of attack is;
    • – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist; - Θ the longitudinal attitude of the aircraft;
    • – V die effektive Geschwindigkeit des Flugzeuges ist; - V is the effective speed of the aircraft; und and
    • – lim eine Begrenzungsfunktion ist. - Lim is a limiting function.
  • [0046] [0046]
    Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Begrenzungsfunktion eine Funktion, deren Ausgang gleich dem Eingang ist, solange sie zwischen einem maximalen und einem minimalen Grenzwert bleibt. In the present invention, a limiting function is a function whose output is the input of the same, as long as it remains between a maximum and a minimum limit value. Wenn sie außerhalb dieser Grenzwerte liegt, ist der Ausgang auf maximal den erreichten Grenzwert begrenzt. If it is outside these limits, the output is limited to a maximum reached the limit.
  • [0047] [0047]
    Die Grenzwerte des Ausdrucks lim[F833·(dV/dt)] sind vorzugsweise: 20° beim Abkippen und 2° beim Hochziehen. The limits of expression lim [F833 · (dV / dt)] are preferably 20 ° and 2 ° of stall when pulling up.
  • [0048] [0048]
    Dazu weisen die Steuermittel For this purpose, the control means 2 2 , wie in As shown in 2 2 dargestellt, Folgendes auf: shown on the following:
    • – ein Rechenmittel - A computing means 19 19 , das: Which:
    • • das (von einem Rechenmittel • the (a calculation means 21 21 gebildete) Produkt aus dem Parameter CO und dem Winkel α, der von einer Verbindung formed) product of the parameters CO and the angle α, the combination of a 20 20 empfangen wird, von dem (von einem Rechenmittel is received, from which (by calculation means 23 23 gebildeten) Produkt aus dem Parameter formed) product of the parameters 831 831 und dem Ausdruck (dθ/dt), der von einer Verbindung and the term (dθ / dt), the compound of a 22 22 empfangen wird, abzieht; is received, deduct; und and
    • • das (von einem Rechenmittel • the (a calculation means 25 25 gebildete) Produkt aus dem Parameter F830 und dem Ausdruck (α – αprot), der von einer Verbindung formed) product of the parameters F830, and the expression (α - αprot) extending from a compound 24 24 empfangen wird, dazuaddiert; is received, added thereto;
    • – ein Mittel - A means 26 26 , um das von dem Rechenmittel To that of the computing means 19 19 kommende Ergebnis abzuleiten; derive future earnings;
    • – ein Rechenmittel - A computing means 27 27 , das die Summe bildet aus: Forming the sum of:
    • • dem (von einem Rechenmittel • the (from a computational agent 29 29 gebildeten) Produkt aus dem Parameter F829 und der Differenz [(α – αprot)) – αcom], die von einem Rechenmittel formed) product of the parameters F829, and the difference [(α - αprot)) - αcom], by a calculation means 28 28 berechnet wird; is calculated; und and
    • • dem (von einem Rechenmittel • the (from a computational agent 31 31 gebildeten und von einem Rechenmittel educated and from a computer means 32 32 begrenzten) Produkt aus dem Parameter F833 und dem Ausdruck (dV/dt), der von einer Verbindung limited) product of the parameters F833, and the expression (dV / dt), the compound of a 30 30 empfangen wird; is received; und and
    • – ein Rechenmittel - A computing means 33 33 , das die Summe der von den Mitteln That the sum of the products of the 26 26 und and 27 27 kommenden Ergebnisse bildet. forms upcoming results.
  • [0049] [0049]
    Die vorstehend genannten Parameter F829, F830, F831 und F833 nehmen in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Abhängigkeit von der eingestellten Geschwindigkeit VC des Flugzeuges die unten angegebenen Werte an. The above-mentioned parameters F829, F830, F831 and F833 take in a preferred embodiment, depending on the set speed VC of the aircraft, the values given below.
  • [0050] [0050]
    Ferner nimmt der Parameter CO für die Fälle X (vordere Schwerpunktlage des Flugzeuges) beziehungsweise Y (hintere Schwerpunktlage des Flugzeuges) die folgenden Werte an: Furthermore, the parameter CO (rear center of gravity of the aircraft) responsible for the cases X (forward center of gravity of the aircraft) or Y to the following values:
  • [0051] [0051]
    Ferner berechnen die Mittel Furthermore, calculate the means 3 3 gemäß der Erfindung die Ableitung der Vorgabefunktion des vertikalen Lastvielfachen LoiNz mit Hilfe des Ausdrucks: according to the invention, the derivation of the control law of the vertical load factor LoiNz by means of the expression: d(LoiNz)dt = d[F224·(dθ/dt) – G220·Nzc + G221·(Nz – (cosθ/cosα) – ProtVmax)]/dt + F225·[Nz·lim(Nzc + (cosθ/cosα) + ProtVmax)] d (LoiNz) dt = d [F224 · (dθ / dt) - G220 + G221 · · NZC (Nz - (cos / cosα) - ProtVmax)] / dt + F225 · [Nz · lim (NZC + (cos / cosα ) + ProtVmax)] wobei: where:
    • – F224, F225, F220 und G221 im Folgenden genauer beschriebene Parameter sind; - F224, F225, F220 and G221 more accurate parameters described below are;
    • – θ die Längstrimmung des Flugzeuges ist; - Θ the longitudinal attitude of the aircraft;
    • – α die Seitentrimmung des Flugzeuges ist; - Α is the lateral attitude of the aircraft;
    • – Nz das effektive vertikale Lastvielfache des Flugzeuges ist; - Nz is the effective vertical load factor of the aircraft;
    • – Nzc das eingestellte vertikale Lastvielfache ist; - NZC is the set vertical load factor;
    • – ProtVmax der höchstzulässige Wert für die Sicherung der Geschwindigkeit des Flugzeuges ist; - ProtVmax is the maximum value for the security of the speed of the aircraft; und and
    • – lim eine Begrenzungsfunktion ist. - Lim is a limiting function.
  • [0052] [0052]
    Der Ausdruck lim(Nzc + (cosθ/cosα) + ProtVmax) kann zum Beispiel die folgenden Grenzwerte haben: –1 g (abkippen) und 2,5 g (hochziehen). The term lim (NZC + (cos / cosα) + ProtVmax), for example, the following limits have: -1 g (tilt) and 2.5 g (pull up).
  • [0053] [0053]
    Dazu weisen die Steuermittel For this purpose, the control means 3 3 , wie in As shown in 3 3 dargestellt, Folgendes auf: shown on the following:
    • – ein Rechenmittel - A computing means 34 34 , das: Which:
    • • das (von einem Rechenmittel • the (a calculation means 36 36 gebildete) Produkt aus dem Parameter G220 und dem vertikalen eingestellten Lastvielfachen Nzc, das von einer Verbindung formed) product from the parameter set G220 and the vertical load factor NZC, which from a compound 35 35 empfangen wird, von dem (von einem Rechenmittel is received, from which (by calculation means 38 38 gebildete) Produkt aus dem Parameter F224 und dem Ausdruck (dθ/dt), der von einer Verbindung formed) product of the parameters F224, and the term (dθ / dt), the compound of a 37 37 empfangen wird, abzieht; is received, deduct; und and
    • das (von einem Rechenmittel the (a calculation means 44 44 gebildete) Produkt aus dem Parameter G221 und der (von einem Rechenmittel formed) product of the parameters and the G221 (from a computational agent 42 42 gebildeten) Differenz zwischen einerseits dem effektiven vertikalen Lastvielfachen Nz (das von einer Leitung formed) Difference between on the one hand the effective vertical load factor Nz (that of a line 43 43 empfangen wird) und andererseits der (von einem Rechenmittel is received) and on the other hand (by a computing means 41 41 gebildeten) Summe der Ausdrücke (cosθ/cosα) und (ProtVmax), die von den Verbindungen formed) sum of the expressions (cos / cosα) and (ProtVmax), which the compounds 39 39 beziehungsweise respectively 40 40 empfangen werden, hinzuaddiert; are received, added;
    • – ein Mittel - A means 45 45 , um das von dem Rechenmittel To that of the computing means 34 34 kommende Ergebnis abzuleiten; derive future earnings;
    • – ein Rechenmittel - A computing means 48 48 , das die Differenz zwischen dem effektiven vertikalen Lastvielfachen Nz und der Summe (Nzc + (cosθ/cosPHI) + ProtVmax) bildet, die von einem Rechenmittel Forming the difference between the actual vertical load factor Nz and the sum of (NZC + (cos / cosPHI) + ProtVmax), by a calculation means 46 46 berechnet und von einem Begrenzungsmittel calculated by a limiting means 47 47 begrenzt wird; is limited;
    • – ein Rechenmittel - A computing means 49 49 , um das von dem Mittel To the middle of the 48 48 kommende Ergebnis mit dem Parameter F225 zu multiplizieren; multiply the result by the next parameter F225; und and
    • – ein Rechenmittel - A computing means 50 50 , das die Summe der von den Mitteln That the sum of the products of the 45 45 und and 49 49 kommenden Ergebnisse bildet. forms upcoming results.
  • [0054] [0054]
    Nachstehend sind die bevorzugten Werte der Parameter F224, F225, G220 (für die Fälle X beziehungsweise Y) und G221 (für die Fälle X beziehungsweise Y) angegeben. Listed below are the preferred values of the parameters F224, F225, G220 (in the cases X or Y) and G221 indicated (in the cases X or Y).
  • [0055] [0055]
    Ferner weist das System eine Recheneinheit Further, the system comprises a computing unit 52 52 auf, die Folgendes berechnet: on which calculates the following:
    • – die erste Ableitung der Sicherung der Minimaltrimmung Protθmin, die von der Verbindung - The first derivative of the fuse Minimaltrimmung Protθmin that of the compound 8 8 an den Voter the Voter 6 6 übertragen wird, mit Hilfe des Ausdrucks: is transmitted by means of the expression: d(Protθmin)/dt = F193·[K79·(dθ/dt) + K78·d(dθ/dt)/dt + K76·(θ + 15)]; d (Protθmin) / dt = F193 · [K79 · (dθ / dt) + K78 · d (dθ / dt) / dt + K76 · (θ + 15)]; und and
    • – die zweite Ableitung der Sicherung der Maximaltrimmung Protθmax, die von der Verbindung - The second derivative of maximum attitude of the fuse Protθmax that of the compound 9 9 an den Voter the Voter 6 6 übertragen wird, mit Hilfe des Ausdrucks: is transmitted by means of the expression: d(Protθmax)/dt = F193·[K79·(dθ/dt) + K78·d(dθ/dt)/dt + K77·(θ – 30)]. d (Protθmax) / dt = F193 · [K79 · (dθ / dt) + K78 · d (dθ / dt) / dt + K77 · (θ - 30)].
  • [0056] [0056]
    Die Parameter K76 und K77 haben den Wert 0,5, und die Parameter K78 und K79 haben den Wert 1 beziehungsweise 1,5. The parameters K76 and K77 have the value 0.5, and the parameters K78 and K79 are 1 and 1.5.
  • [0057] [0057]
    Was den Parameter F193 anbelangt, so nimmt er in Abhängigkeit von der eingestellten Geschwindigkeit VC des Flugzeuges die folgenden Werte an. As regards the parameters F193, it takes a function of the set speed VC of the aircraft to the following values.
  • [0058] [0058]
    Wie aus As from 4 4 ersichtlich ist, weist die Recheneinheit It can be seen, the arithmetic unit 52 52 hierzu Folgendes auf: this includes:
    • – ein Rechenmittel - A computing means 53 53 , das die Summe bildet aus: Forming the sum of:
    • • einerseits einer (von einem Rechenmittel • on the one hand one (from a computational agent 54 54 gebildeten) Summe aus dem (von einem Rechenmittel formed) the sum of (a calculation means 57 57 gebildeten) Produkt aus dem Parameter K78 und der (von einem Rechenmittel formed) product of the parameters and the K78 (from a computational agent 56 56 gebildeten) Ableitung des Ausdrucks (dθ/dt) (empfangen von einer Verbindung formed) derivative of expression (dθ / dt) (Received from a compound 55 55 ) und andererseits dem (von einem Rechenmittel ) And on the other hand, the (a calculation means 58 58 gebildeten) Produkt aus dem Parameter K79 und diesem Ausdruck; formed) product of the parameters K79 and this expression; und and
    • • dem (von einem Rechenmittel • the (from a computational agent 59 59 gebildeten) Produkt aus dem Parameter K76 und einer (von einem Rechenmittel formed) product of the parameters K76 and one (from a computational agent 60 60 gebildeten) Summe aus dem Wert 15 und θ, die von der Verbindung formed) sum of the value 15 and θ, of the compound 61 61 beziehungsweise respectively 62 62 empfangen werden; are received;
    • – ein Rechenmittel - A computing means 63 63 , welches das von dem Rechenmittel Which comprises of the computing means 53 53 kommende Ergebnis mit dem Parameter F193 multipliziert, um die erste Ableitung zu erhalten, die von der Verbindung coming result with the parameters F193 multiplied to obtain the first derivative, of the compound 8 8 zu übertragen ist; is to be transferred;
    • – ein Rechenmittel - A computing means 64 64 , das die Summe bildet aus: Forming the sum of:
    • • dem Ergebnis, das von dem Rechenmittel • the result of the computing means 54 54 kommt; comes; und and
    • • dem (von einem Rechenmittel • the (from a computational agent 65 65 gebildeten) Produkt aus dem Parameter K77 und der (von einem Rechenmittel formed) product of the parameters and the K77 (from a computational agent 66 66 gebildeten) Differenz zwischen θ und dem (von einer Verbindung formed) and the difference between θ (of a compound 67 67 empfangenen) Wert 30; received) value of 30; und and
    • – ein Rechenmittel - A computing means 68 68 , welches das von dem Rechenmittel Which comprises of the computing means 64 64 kommende Ergebnis mit dem Parameter F193 multipliziert, um die zweite Ableitung zu erhalten, die von der Verbindung coming result with the parameters F193 multiplied to obtain the second derivative of the compound 9 9 zu übertragen ist. to be transmitted.
  • [0059] [0059]
    Man kann feststellen, dass also die Mittel It can be seen therefore that the means 10 10 die Ableitung, die von dem Voter deriving, by the Voter 4 4 gewählt wird, dessen Steuerbarkeitsgesetz den Befehl für die schwächste Hochziehbewegung erzeugt, nur dann integrieren, wenn diese Ableitung zwischen der (ersten) Ableitung nach der Zeit der Sicherung der Minimaltrimmung Protθmin und der (zweiten) Ableitung nach der Zeit der Sicherung der Maximaltrimmung Protθmax liegt. is selected whose piloting law generates the command for the weakest pull movement, only then integrate if this derivation between the (first) time derivative of securing Minimaltrimmung Protθmin and the (second) time derivative of securing the maximum attitude Protθmax is. Andernfalls, wenn die von dem Voter Otherwise, if the voters of the 4 4 gewählte Ableitung kleiner ist als die erste Ableitung, integrieren die Mittel selected derivative is less than the first derivative integrating means 10 10 die zuletzt genannte Ableitung, und wenn die gewählte Ableitung größer ist als die zweite Ableitung, integrieren die Mittel The latter derivative, and if said selected derivative is greater than the second derivative, integrate the means 10 10 die zweite Ableitung. the second derivative.
  • [0060] [0060]
    Das erfindungsgemäße Steuerungssystem The control system according to the invention 1 1 kann in eine gewöhnliche elektrische Flugsteuerungsvorrichtung integriert werden. can be integrated in an ordinary electric flight control device. In diesem Fall ersetzt man die üblichen Umschaltlogiken "loiNz" <==> "Prot α" durch eine ständige Wahl zwischen den unterschiedlichen Gesetzen, die eine Rolle spielen können. In this case, we replace the usual switching logics "loiNz" <==> "Prot α" through a permanent choice between the different laws that may play a role. Diese Wahl erfolgt also in zwei Schritten: zuerst die Wahl des Befehls für die schwächste Hochziehbewegung zwischen den Gesetzen "loiNz" und "Prot α", um den höchstzulässigen Anstellwinkel αmax nicht zu überschreiten, dann die Begrenzung des Befehls, der sich aus zwei Trimmungen ergibt, dem Hochziehen und dem Abkippen. This choice is thus in two steps: first, the choice of command for the weakest pull movement between the laws "loiNz" and "Prot α" to .alpha..sub.max not to exceed the maximum allowable angle of attack, then the limitation of the command that results from two trims , pulling up and tilting. Der Aufbau des Systems The structure of the system 1 1 ist also in Hinblick auf die Ausführung und das Verständnis sehr einfach. is very simple in terms of execution and understanding.
  • [0061] [0061]
    Ferner erzielt man dank der Erfindung insbesondere die folgenden Vorteile: Furthermore is achieved thanks to the invention in particular the following advantages:
    • – das System - The system 1 1 ist effizient und kostengünstig; is efficient and cost-effective; es werden nicht vom System it will not be by the system 1 1 benötigt: Needed:
    • • die Neuinitialisierung eines Integrators, um von einem Steuerbarkeitsgesetz zu einem anderen zu wechseln; • To change the reinitialization of an integrator of a piloting to another;
    • • eine Logik, um von einem Steuerbarkeitsgesetz zum anderen zu schalten; • a logic to switch from a piloting law to the other; und and
    • • ein doppelter Satz an Zuwachs an Sicherung des Anstellwinkels; • A double set of growth in securing the angle of attack;
    • – die Ausarbeitung einer Trimmsicherung (Mittel - The development of a trim fuse (mean 6 6 und and 52 52 ), die für alle Gesetze gleich ist; ), Which is equal to any law;
    • – die Abschaffung von zwei speziellen Vorrichtungen: die Phasenverschiebung und die Blockierung des Knüppels zum Hochziehen; - The elimination of two special devices: the phase shift and the blocking of the stick to pull; und and
    • – eine natürliche Steuerung mit Kontrolle des Anstellwinkels. - A natural control of attack control.
  • [0062] [0062]
    Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steuerungssystems A second embodiment of the control system according to the invention 71 71 , die in Which in 5 5 dargestellt ist, eignet sich für die manuelle Steuerung des Flugzeug mit Hilfe eines gewöhnlichen Steuerknüppels is shown, suitable for manual control of the aircraft by means of an ordinary stick 70 70 (Sidestick, Fußsteuer, etc.), der von einem Flugzeugpiloten betätigt werden kann. (Sidestick, Fußsteuer, etc.), which can be operated from an aircraft pilot.
  • [0063] [0063]
    Das Steuerungssystem The control system 71 71 weist einen Voter has a Voter 72 72 auf, der an den Eingängen Folgendes empfängt: on which receives at the inputs of the following:
    • – einerseits einen Sollwert für das Lastenvielfache, der von einem Mittel - On the one hand a target value for the load factor, an agent of the 73 73 empfangen wird, das diesen Sollwert ab der Amplitude der Betätigung (Ausschlag) von dem Steuerknüppel is received, this setpoint from the amplitude of the actuator (rash) from the joystick 70 70 abzieht; withdraws; und and
    • – andererseits einen Wert des Lastvielfachen Nzpvit, der von einem Mittel - On the other hand a value of the load factor Nzpvit, by an agent 74 74 empfangen wird, das umfasst: is received, comprising:
    • • ein Mittel • means 75 75 , das einen Sollwert der Geschwindigkeit Vt ab der Amplitude der Betätigung (Ausschlag) des Steuerknüppels That a target value of the speed Vt from the amplitude of the actuation (deflection) of the control stick 70 70 abzieht; withdraws; und and
    • • ein Steuermittel • a control means 76 76 , das ein Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit umfasst (das es erlaubt, die Geschwindigkeit des Flugzeuges bei einem Abkippmanöver zu begrenzen), und das anhand dieses Sollwertes der Geschwindigkeit Vt den Wert des Lastvielfachen Nzpvit berechnet, der an den Voter Comprising a Law for the Protection of the velocity (which allows to limit the speed of the aircraft at a Abkippmanöver), and the basis of this target value of the speed Vt calculated the value of the load factor Nzpvit coupled to the Voter 72 72 übertragen wird. is transmitted.
  • [0064] [0064]
    Das Steuermittel The control means 76 76 berechnet den Wert des Lastvielfachen Nzpvit mit Hilfe der folgenden Verhältnisse: calculates the value of the load factor Nzpvit using the following conditions: Nzpvit = Nzeq + Δnzpvit Nzpvit = Nzeq + Δnzpvit mit with wobei in diesen Verhältnissen: where in these conditions:
    • – θ der Winkel der Längstrimmung (Nickwinkel) des Flugzeuges ist; - Θ the angle of the longitudinal attitude (pitch angle) of the aircraft;
    • – φ der Winkel der Seitentrimmung (Rollwinkel) des Flugzeuges ist; - Φ the angle of the lateral attitude (roll angle) of the aircraft;
    • – V die übliche Luftgeschwindigkeit des Flugzeuges ist; - V is the usual air speed of the aircraft; und and
    • – Kp und Kd zwei vorherbestimmte Koeffizienten sind. - Kp and Kd are two predetermined coefficients.
  • [0065] [0065]
    Der Voter The Voter 72 72 liefert an den Ausgang den größeren der beiden Werte, die an seinen Eingängen anliegen. delivers at the output the larger of the two values at its inputs. Der Wert dieses Ausgangs ist also größer oder gleich dem Wert Nzpvit, was es erlaubt, das Ziel zu erreichen, die Geschwindigkeit des Flugzeuges auf einen Wert kleiner als ein höchstzulässiger Wert Vmax zu begrenzen. The value of this output is therefore greater than or equal to the value Nzpvit, which allows to reach the goal of limiting the speed of the aircraft is less than a maximum allowable value Vmax to a value. Bei einem Abkippmanöver ist nämlich das Vorzeichen des Lastvielfachen Nz konventionellerweise negativ, während es bei einem Hochziehmanöver positiv ist. In a Abkippmanöver namely the sign of the load factor Nz is conventionally negative while it is positive in a pull maneuvers. Da die Sicherung der Geschwindigkeit die Begrenzung des Abkippmanövers bewirkt, ist es also nötig, den größeren der beiden Werte zu berücksichtigen, die an den Eingängen des Voters Since the backup speed causes the limitation of Abkippmanövers, so it is necessary to take into account the larger of the two values at the inputs of Voters 72 72 anliegen. rest.
  • [0066] [0066]
    Der Ausgang des Voters The output of the Voters 72 72 ist mit einem Steuermittel is provided with a control means 77 77 verbunden, das eine Vorgabefunktion für das Lastvielfache aufweist, und dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines Voters connected, which has a control law for the load factor, and whose output is connected to a first input of a Voters 78 78 verbunden ist. is connected. Dieser Voter This Voter 78 78 ist mittels eines zweiten Eingangs mit dem Ausgang eines Steuermittels by means of a second input to the output of a control means 79 79 verbunden, das ein Gesetz zur Sicherung des Einfallwinkels aufweist. connected having a law to guarantee the angle of incidence. Dieses Steuermittel This control means 79 79 empfängt am Eingang mit einem Mittel receives at the input with an agent 80 80 einen Sollwert, der von dem Steuerknüppel a target value provided by the control stick 70 70 kommt und von diesem Mittel and comes from this agent 80 80 als Anstellwinkel α ausgedrückt wird. is expressed as the angle of attack α. Der Ausgang des Steuermittels The output of the control means 79 79 liefert einen Wert für die Geschwindigkeit der Steuerfläche, der so beschaffen ist, dass deren Betätigung einen Anstellwinkel des Flugzeuges zur Folge hat, der kleiner oder gleich einem höchstzulässigen Wert αmax ist. provides a value for the speed of the control surface, which is designed so that their actuation has an angle of attack of the aircraft to the sequence that is less than or equal to a maximum permissible value amax.
  • [0067] [0067]
    Der Voter The Voter 78 78 liefert am Ausgang den größeren der beiden Werte, die an seinen Eingängen anliegen. delivers at the output the larger of the two values at its inputs. Der Wert dieses Ausgangs ist also größer oder gleich dem Sollwert für die Sicherung des Anstellwinkels, was es erlaubt, das Ziel zu erreichen, den Anstellwinkel des Flugzeuges auf einen Wert kleiner als der höchstzulässige Wert αmax zu begrenzen. The value of this output is therefore greater than or equal to the target value for the security of the tilt angle, which makes it possible to achieve the goal of limiting the angle of attack of the aircraft to a value less than the maximum value amax. Konventionellerweise erhalten nämlich die Ausschläge des Höhenruders beim Abkippen ein positives Vorzeichen und beim Hochziehen ein negatives Vorzeichen. Conventionally, namely the rashes get the elevator when dumping a positive sign and when pulling a negative sign. Da die Sicherung des Anstellwinkels die Begrenzung eines Hochziehmanövers bewirkt, muss also der größere der beiden Werte berücksichtigt werden, der an den Eingängen des Voters Since the fuse angle of attack provides the boundary of a pull-up maneuver, that is the larger of the two values must be taken into account that at the inputs of Voters 78 78 anliegt. is applied. Der Ausgang des Voters The output of the Voters 78 78 , als Geschwindigkeit des Höhenruders ausgedrückt, wird zu einem Eingang eines Integrators , Expressed as a velocity of the elevator, it is to an input of an integrator 81 81 geschickt, der dem Mittel sent the funds to the 10 10 von from 1 1 ähnelt. is similar. Der Ausgang dieses Integrators The output of this integrator 81 81 repräsentiert die Stellung des Höhenruders und bildet einen Befehl des Höhenruders. represents the position of the elevator and forms of the elevator command.
  • [0068] [0068]
    Das Steuerungssystem The control system 71 71 erlaubt es also, die gesteckten Ziele hinsichtlich der Begrenzung des Anstellwinkels und der Geschwindigkeit des Flugzeuges zu erreichen. allowing thus to achieve the goals set for the limitation of the tilt angle and the speed of the aircraft. Es bietet Vorteile, da es auf die Voter It offers benefits because it to the Voter 72 72 , . 78 78 zurückgreift, die ständig die Werte vergleichen, die an ihren Eingängen anliegen, wobei die Werte insbesondere auf unterschiedlichen Steuerbarkeitsgesetzen basieren, die gleichzeitig berechnet werden, so dass der Ausgang jedes Voters uses is constantly compare the values which are present at its inputs, the values in particular are based on different Steuerbarkeitsgesetzen which are calculated at the same time, so that the output of each Voters 72 72 , . 78 78 ununterbrochen in Bewegung ist. continuously in motion. Dies erlaubt es, ein Problem zu lösen, das bei gewöhnlichen Steuerungssystemen besteht, nämlich dass es beim Umschalten von einem ersten Steuerbarkeitsgesetz zu einem zweiten Steuerbarkeitsgesetz zu Unstetigkeiten des Sollwertes kommt, der an eine Steuerfläche geschickt wird. This makes it possible to solve a problem that exists with ordinary control systems, namely that there is a second piloting discontinuities of the setpoint when switching from a first piloting, which is sent to a control surface.
  • [0069] [0069]
    In der bevorzugten, in In the preferred, in 5 5 dargestellten Ausführungsform, wird also die Betätigung (der Ausschlag) des Steuerknüppels illustrated embodiment, therefore, the operation (the scale) of the joystick 70 70 simultan von den Mitteln simultaneously by the means 73 73 , . 75 75 beziehungsweise respectively 80 80 in Sollwerte für das Lastvielfache, die Grenzgeschwindigkeit und den Grenzanstellwinkel übersetzt. translated into target values for the load factor, the speed limit and the Grenzanstellwinkel. Wenn sich das Flugzeug im stabilisierten Flug befindet, wird also eine Änderung der Stellung des Steuerknüppels If the aircraft is in flight stabilized, ie, a change in the position of the joystick 70 70 als eine Änderung des Sollwertes des Lastvielfachen interpretiert. interpreted as a change in the nominal value of the load factor. In gleicher Weise wird sie von dem Gesetz zur Sicherung der Geschwindigkeit als eine Änderung des Sollwertes der Grenzgeschwindigkeit und von der Sicherung des Anstellwinkels als eine Änderung des Sollwertes des Grenzanstellwinkels interpretiert. In the same way it is interpreted by the Law for the Protection of the velocity as a change in the nominal value of the limit velocity and the angle of attack of the backup as a change in the nominal value of the Grenzanstellwinkels. Da aufgrund der Verwendung der Voter As a result of using the Voter 72 72 und and 78 78 ein einziges Steuerbarkeitsgesetz gewählt wurde, kann man zu einem gegebenen Zeitpunkt den von dem Steuerknüppel a single piloting law has been selected, one can at a given time to of the control stick 70 70 kommenden Sollwert gemäß einer einzigen Einheit betrachten, das heißt jene, die dem Eingang des gewählten Steuerbarkeitsgesetzes entspricht. next target value in accordance with a single unit consider, that is, those corresponding to the input of the selected Steuerbarkeitsgesetzes.
  • [0070] [0070]
    In einer besonderen Ausführungsform kann das Mittel In a particular embodiment, the means 74 74 in dem Steuerungssystem in the control system 71 71 von from 5 5 durch ein Mittel by means 82 82 ersetzt werden, das in be replaced in the 6 6 abgebildet ist. is shown. Dieses Mittel This means 82 82 weist einen Voter has a Voter 83 83 auf, der es erlaubt, das verpflichtendere der beiden folgenden Steuerbarkeitsgesetze zu berücksichtigen: on, which allows the verpflichtendere of the following two piloting taken into account:
    • – ein Gesetz zur Sicherung in Hinblick auf die höchstzulässige Betriebsgeschwindigkeit des Flugzeuges Vm0, das von einem Steuermittel - A guarantee Law in regard to the maximum operating speed of the aircraft Vm0 that of a control means 84 84 implementiert wird in der Form einer Regelung auf einen Sollwert der Geschwindigkeit größer oder gleich Vm0. is implemented in the form of a larger scheme to a target value of the speed or equal Vm0. Dieser Sollwert, der eine Funktion der Stellung des Steuerknüppels This target value which is a function of the position of the control stick 70 70 ist, wird von einem Mittel is decided by an agent 85 85 geliefert, das am Eingang die Stellung des Steuerknüppels provided that at the entrance to the position of the joystick 70 70 sowie den Wert von Vm0 empfängt. and the value of Vm0 receives. Die oben genannten Koeffizienten Kp und Kd werden entsprechend diesem Gesetz so gewählt, dass diese Sicherung auf die "weiche" oder nicht zwingende Art erfolgt (das heißt, ein Überschreiten ist zulässig), da das Flugzeug mit der Geschwindigkeit Vm0 ohne unbeabsichtigte Aktivierung der Sicherung fliegen können muss; The above coefficients Kp and Kd are selected according to this law so that this backup is done (ie, higher than is acceptable) to the "soft" or non-mandatory nature as the plane flying at the speed Vm0 without unintended activation of the fuse must be able to; und and
    • – ein Gesetz zur Sicherung in Hinblick auf die konstruktionsbedingte Grenzgeschwindigkeit Vd, das von einem Steuermittel - A law for securing in terms of the design-related limiting speed Vd by a control means 86 86 implementiert wird. is implemented. Dieses Gesetz erhält als Sollwert die Geschwindigkeit Vd. This law replaced as the setpoint speed Vd. Dieses Gesetz zur Sicherung begrenzt die Abkippmanöver des Flugzeuges. This guarantee Law limits the Abkippmanöver the aircraft. Die Geschwindigkeit Vd darf niemals überschritten werden. The speed Vd must never be exceeded. Ein Überschreiten könnte nämlich zur Beschädigung der Flugzeugzelle führen. Exceeding risk causing damage to the airframe. Die diesem Gesetz zugehörigen Koeffizienten Kp und Kd werden also so gewählt, dass diese Sicherung auf "harte" oder zwingende Weise erfolgt, das heißt ein Überschreiten des Sollwertes ist nicht möglich The corresponding coefficient Kp this Act and Kd are so chosen that this backup on "hard" or compelling manner, that is higher than the setpoint is not possible
  • [0071] [0071]
    In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Mittel In a preferred embodiment of the invention is the means 85 85 , das für die schnelle Übersetzung der Stellung des Steuerknüppels That for the fast translation of the position of the joystick 70 70 sorgt, so ausgelegt, dass der Sollwert der Geschwindigkeit Vcons, der am Ausgang des Mittels provides, designed so that the target value of the speed Vcons, at the output of the means 85 85 anliegt und der von der Stellung P des Steuerknüppels applied and the position of the P of the stick 70 70 abhängt, Vm0 entspricht oder einem Wert, der wesentlich höher ist als Vm0, wenn sich der Steuerknüppel depends Vm0 or corresponds to a value that is significantly higher than Vm0 when the joystick 70 70 in Ruhestellung befindet, und einer Geschwindigkeit entspricht, die höchstens gleich Vd ist, wenn sich der Steuerknüppel is at rest, and a speed corresponds at most equal to Vd when the joystick 70 70 bei einem Abkippmanöver in der Extremstellung Pmax befindet ( is at a Abkippmanöver in the extreme position Pmax ( 7 7 ). ).
  • [0072] [0072]
    Man kann feststellen, dass die Erfindung unter Berücksichtigung von Geschwindigkeitswerten (Sollgeschwindigkeit Vt, höchstzulässige Betriebsgeschwindigkeit Vm0, konstruktionsbedingte Grenzgeschwindigkeit Vd, etc.) beschrieben wurde. It can be seen that the invention when considered of velocity values (target speed Vt maximum operating speed Vm0, contain design limit speed Vd, etc.) has been described. Ebenso ist es möglich, Mach-Werte als Eingangsparameter des Steuerungssystems It is also possible, Mach-values as input parameters of the control system 1 1 zu berücksichtigen, wobei es eine gewöhnliche Umwandlung der Mach-Werte erlaubt, die entsprechenden Geschwindigkeiten zu erhalten. to take into account, whereby it allows an ordinary transformation of the Mach-values, to obtain the corresponding speeds.
Classifications
International ClassificationG05D1/08
Cooperative ClassificationG05D1/0816
European ClassificationG05D1/08B2