[发明专利]用于监测和估计与飞行器的飞行相关的参数的方法和设备

说明书

一种用于监测和估计与飞行器的飞行相关的参数的方法和设备。用于监测和估计与飞行器的飞行相关的参数的设备1包括：估计模块4，所述估计模块用于确定对与飞行器的飞行相关的所述参数的值的估计并且用于生成留数；检测模块5，所述检测模块用于确定与所述传感器C1、C2、…、CN中的每一个以及与和飞行器的重量相对应的参数P1相关联的状态；传输模块7，所述传输模块用于向用户设备6并且在下一迭代时向所述估计模块4传输与所述传感器C1、C2、…、CN中的每一个相关联的状态。

技术领域

本发明涉及一种用于实时监测和估计与飞行器的飞行相关的参数的方法和相关联设备。

背景技术

飞行器的正确操作部分地由传感器的正确操作保证。传感器供应关于飞行器姿态、飞行器轨迹、飞行器速度等的信息，并且使得有可能经由控制律和自动控制算法确保对飞行器的导航、引导和控制。目前在一些飞行器上可能的高自动化水平取决于这些传感器的可用性。目前，在传感器失效之后的任何信息损失都使飞行员更多地参与到对飞行器的控制中，这增加了飞行员的工作量。因此，为了简化领航任务，需要扩展飞行参数的可用性并且在整个飞行持续时间内这样做。这意味着使用对由传感器供应的信息的质量进行验证的步骤，被称为“监测”。

为了确保对传感器的更好监测并且为了在发生失效的情况下提高飞行参数的可用性，已经解决了两种类型的方式。

第一类型的方式对应于使用硬件冗余，也就是说，使用同一类型的若干传感器，以便允许经由具体地基于多数的投票(例如，平均值计算或对中间值的选择)来识别失效。此第一类型的方式需要使嵌入式传感器的数量倍增，这在具有很少仪表的飞行器的情况下是不实际的。此外，在不同传感器发生相干且完全同时的失效的情况下，基于多数的投票不允许识别故障。于是，这被称为共同失效模式。

第二类型的方式对应于使用分析冗余。可以经由动力学方程和飞行力学将传感器测量结果关联。测量结果同与飞行相关的参数之间的这些相互依赖关系具有的优点在于能够通过使用虚拟传感器来增加信息的相异性。这些虚拟传感器递送对参数的估计以及对根据测量不同类型的量的传感器的组合计算的测量结果的估计。这种方式具有的优点在于不增大监测所需的传感器的数量，因为这种方式仅使用已经存在于飞行器上的信息。然而，所述方式可能要求足够的嵌入式计算装置的可用性。分析冗余在开发估计器时得以使用。这些估计器还具有的优点在于能够递送对失效后无效的量的估计，以便保证飞行参数的更高可用性。

目前出现的问题涉及这两种类型的方式。首先，使用基于多数的投票不允许对共同失效模式的完全监测。然后，分析冗余基于对某些量或其他传感器的有效性的假设。有必要对这些假设进行验证并且对所开发的算法进行验证。

由此寻求解决的问题之一是除了估计问题之外，使关于迎角的失效、关于速度的失效以及关于重量的误差分离的问题。迄今已经开发了许多估计器，但是没有一个估计器使得有可能提出允许做出这种区分的假设的问题。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种用于监测和估计与飞行器的飞行相关的参数的方法和设备来减轻这种缺点。

与飞行相关的参数包括以下元素中的至少一个：飞行参数、大气参数、传感器偏倚或建模偏倚。

为此，本发明涉及一种用于监测和估计以下各项的方法：

-与飞行器的飞行相关的参数；

-传感器的状态，这些状态表示所述传感器的操作；以及

-与飞行器的当前重量相对应的参数的状态，此状态表示所述参数的有效性。

根据本发明，所述方法包括以下步骤：

-由初始化模块实施的初始化步骤，所述初始化步骤在于初始化被配置用于确定飞行器的飞行参数的传感器的状态以及与飞行器的当前重量相对应的所述参数的状态，并且在于初始化在实施所述监测和估计设备时所使用的参数；