[发明专利]具有残余误差抑制的飞机控制系统

说明书

本文公开的飞机控制系统和方法被配置用于检测与飞机的飞行控制计算机相关联的残余误差，并且减轻这种残余误差的影响，以维持飞机的安全操作。在一些实施例中，系统和方法被配置用于检测飞机的偏离飞行包线的状况，并确定飞行控制计算机是否正试图使飞机从偏离飞行包线的状况恢复。如果飞行控制计算机被认为正试图使飞机从偏离飞行包线的状况恢复，则允许飞行控制计算机继续控制飞机。否则，正常飞行包线外部的偏移被认为是潜在地已经由残余误差引起，并且阻止飞行控制计算机继续控制飞机。

相关申请的交叉引用

该国际PCT专利申请依赖于2016年11月30日提交的序列号为62/428,150的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开总地涉及控制系统，并且更具体地涉及飞机的控制系统。

背景技术

线控飞行(“FBW”)飞机飞行控制系统正日益成为用于现代飞机的优选类型的飞行控制系统。FBW型控制系统取代了相对较重的机械和液压机械类型的飞行控制系统。FBW飞行控制系统通常包括置于以下之间的计算机系统：(1)由各种飞机构件传感器和子系统(诸如自动驾驶仪)自动地和由飞行员经由例如侧杆或轭控制器、开关、操作杆等手动地给出的飞行控制输入；和(2)飞机飞行控制面和最终在飞行中控制飞机的操作和方向的其它装置。

对于这种FBW系统，存在着在由计算机系统运行的软件中存在未知残余误差的潜在风险，其中，这种残余误差在测试期间可能不一定将其自身表现出来，但在飞机操作期间可能潜在地表现出来。由于这种潜在残余误差的未知性质，期望检测到这种残余误差的发生并且减轻其影响，以确保飞机的安全操作。

发明内容

在一个方面，本公开描述了一种用于飞机的控制系统。该控制系统包括：

传感器，该传感器被配置用于感测飞机的飞行参数；

飞行控制计算机，该飞行控制计算机被可操作地联接，以接收代表由传感器感测到的飞行参数的一个或多个信号，并且被配置用于至少部分地基于飞行参数来控制飞机的一个或多个方面的操作；和

监控设备，该监控设备被配置用于：

接收代表由传感器感测到的飞行参数的所述一个或多个信号；

确定飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况；

当飞机处于偏离飞行包线的状况中时，评估由飞行控制计算机输出且与飞行参数相关联的一个或多个控制命令；

在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许飞行控制计算机继续控制飞机的所述一个或多个方面的操作；以及

在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作。

控制系统可以包括替代控制装置。监控设备可以被配置用于在所述一个或多个控制命令指示飞行控制计算机不试图使飞机返回其飞行包线内的条件下，允许使用替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。

监控设备可以被配置用于在飞行参数达到超出飞机的飞行包线的跳闸极限的条件下，阻止飞行控制计算机控制飞机的所述一个或多个方面的操作，并且允许使用替代控制装置来控制飞机的所述一个或多个方面的操作。

相对于飞行控制计算机，替代控制装置可以具有减少的功能。

评估所述一个或多个控制命令可以包括计算与多个控制命令相关联的趋势。

评估所述一个或多个控制命令可以包括计算连续控制命令的平均值。

确定飞机的飞行参数指示飞机的偏离飞行包线的状况可以包括确定飞行参数是否满足持续性标准。