[发明专利]自主飞行器健康系统和方法

权利要求书

1.一种导航具有飞行控制系统、主要结构和推进系统的自我感知型飞行器的方法，所述方法包括以下步骤：

在操作期间经由与处理器可操作地耦合的一个或多个传感器监测所述主要结构和所述推进系统的一个或多个参数；

至少部分地基于所述一个或多个参数经由所述处理器生成所述主要结构的结构模型，其中所述结构模型反映所述主要结构的动态结构完整性；

至少部分地基于所述一个或多个参数经由所述处理器生成所述推进系统的推进器模型，其中所述推进器模型反映所述推进系统的动态效能状况；

至少部分地基于所述主要结构的所述动态结构完整性和所述推进系统的所述动态效能状况，计算所述自我感知型飞行器的飞行路径和机动性能；

至少部分地基于所述飞行路径和机动性能来产生飞行命令；和

将所述飞行命令传送到所述飞行控制系统。

2.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：监测所述自我感知型飞行器的周围环境，其中所述飞行命令解释周围环境。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：向远程就位的维护单位提供原位反馈，以协调对所述自我感知型飞行器的维护。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述飞行控制命令至少包括俯仰命令和飞行速度命令。

5.一种用于飞行器的健康监测系统，所述飞行器具有飞行控制系统、主要结构和推进系统，所述监测系统包括：

多个传感器，被配置为动态地监测所述主要结构和所述推进系统的一个或多个参数；和

处理器，与所述飞行控制系统、所述多个传感器和存储装置可操作地耦合，其中，所述处理器被配置为：

至少部分地基于所述一个或多个参数经由所述处理器生成所述主要结构的结构模型，其中，所述结构模型反映所述主要结构的动态结构完整性；

至少部分地基于所述一个或多个参数经由所述处理器生成所述推进系统的推进器模型，其中，所述推进器模型反映所述推进系统的动态效能状况；

至少部分地基于所述主要结构的所述动态结构完整性和所述推进系统的所述动态效能状况，计算所述自我感知型飞行器的飞行路径和机动性能；

至少部分基于所述飞行路径和所述机动性能生成飞行命令；和

将所述飞行命令传送到所述飞行控制系统。

6.根据权利要求5所述的健康监测系统，其中，所述多个传感器被配置为至少测量所述推进系统的热力学参数和所述主要结构的机械参数。

7.根据权利要求6所述的健康监测系统，其中，所述多个传感器包括嵌入所述主要结构中的应变传感器或电阻传感器中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的健康监测系统，其中，所述多个传感器包括与所述推进系统集成在一起的温度传感器或压力传感器中的至少一个。

9.根据权利要求5所述的健康监测系统，其中，所述多个传感器中的至少一个被配置为经由无线发射器或无线收发器与所述处理器无线通信。

10.根据权利要求5所述的健康监测系统，其中，所述处理器被配置为响应于由所述多个传感器中的一个或多个在所述主要结构内检测到的结构变化而动态地生成更新的飞行命令。

11.根据权利要求5所述的健康监测系统，其中，所述处理器被配置为将针对推进系统部件的所计算的效能与可用的传感器信号进行比较，以便估计所述推进系统部件的健康状态。

12.根据权利要求5所述的健康监测系统，其中，所述处理器被配置为至少部分地基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)理论经由所述推进器模型估计所述推进系统的健康状态或剩余使用寿命。