BR112018070942B1 - CONTROL SYSTEM, INCEPTOR SYSTEM FOR AN AIRCRAFT, AIRCRAFT, METHOD FOR CONTROLLING FIRST AND SECOND CONTROL JOINTS, AND, COMPUTER READABLE STORAGE MEDIA - Google Patents

Abstract

Um sistema de controle para inceptores de piloto e de copiloto eletronicamente ligados (103) que permite uma sensação do eixo geométrico de rolagem assimétrico dependendo se um inceptor é movido para dentro ou para fora. Um circuito (401) recebe um sinal representativo de uma força aplicada no inceptor do copiloto resultante a partir de um movimento lado a lado e detecta se a força aplicada é em uma direção para dentro ou para fora. Um fator de ganho é aplicado no sinal de força recebido para produzir um sinal de força fatorado. O ganho aplicado em um sinal representativo da força aplicada em uma direção para fora é maior do que o fator de ganho aplicado em um sinal representativo da força aplicada em uma direção para dentro. Um somador (212, 213) soma o sinal de força fatorado com um sinal de força fatorado correspondente derivado a partir dos sinais de força do inceptor do piloto para produzir um sinal de força modificado para uso em um sistema de controle de realimentação de força associado com cada inceptor.A control system for electronically linked pilot and copilot inceptors (103) that allows an asymmetric roll axis feel depending on whether an inceptor is moved in or out. A circuit (401) receives a signal representative of a force applied to the copilot's inceptor resulting from a side-to-side movement and detects whether the applied force is in an inward or outward direction. A gain factor is applied to the received power signal to produce a factored power signal. The gain applied to a signal representative of force applied in an outward direction is greater than the gain factor applied to a signal representative of force applied in an inward direction. An adder (212, 213) sums the factored force signal with a corresponding factored force signal derived from the pilot inceptor force signals to produce a modified force signal for use in an associated force feedback control system. with each inceptor.

Description

[001] Esta invenção refere-se a sistemas de controle e é particularmente, embora não exclusivamente, aplicável a manches de controle (frequentemente referidos como ‘inceptores’) para aeronave, de asa fixa ou de asa rotativa.[001] This invention relates to control systems and is particularly, although not exclusively, applicable to control sticks (often referred to as 'inceptors') for fixed-wing or rotary-wing aircraft.

[002] Um típico inceptor é usado por um piloto para controlar a arfagem e a rolagem de uma aeronave e é frequentemente usado como parte de um sistema de controle de voo por cabos elétricos. O inceptor pode se mover em dois eixos geométricos com movimentos para frente e para trás que controlam a arfagem da aeronave e os movimentos lado a lado que controlam a rolagem da aeronave. Ao contrário dos desenhos de manche de controle clássicos, em que as forças que agem na aeronave durante o voo são transmitidas para o manche de controle na forma de resistência e deflexão, não há tal realimentação em sistemas de controle de voo por cabos elétricos convencionais. Os modernos inceptores passivos têm uma característica de sensação de força fixa provida por molas e amortecedores. Os inceptores ativos atuais são providos com sistemas de controle que se baseiam em um mecanismo servoatuador que incorpora os sensores de força e de posição e os motores de acionamento para permitir que a característica da sensação de força do inceptor seja modificada continuamente por todo o voo.[002] A typical inceptor is used by a pilot to control the pitch and roll of an aircraft and is often used as part of a wired flight control system. The inceptor can move on two geometric axes with forward and backward movements that control the aircraft's pitch and side-to-side movements that control the aircraft's roll. Unlike classical control stick designs, in which the forces acting on the aircraft during flight are transmitted to the control stick in the form of resistance and deflection, there is no such feedback in conventional electrical cable flight control systems. Modern passive inceptors have a fixed force sensation characteristic provided by springs and dampers. Current active inceptors are provided with control systems that are based on a servo actuator mechanism that incorporates force and position sensors and drive motors to allow the force sensation characteristic of the inceptor to be continuously modified throughout the flight.

[003] É conhecido ligar eletronicamente dois inceptores ativos em conjunto na aeronave que tem configurações de cabine de pilotagem de piloto/copiloto com assento duplo de acordo com as quais o piloto e o copiloto podem fazer entradas em seus respectivos inceptores individualmente ou simultaneamente e, também, de acordo com o que, o piloto pode perceber a força de entrada do copiloto e vice-versa. Em uma configuração como esta, também pode haver uma exigência para prover forças do eixo geométrico de rolagem assimétrico; isto é, entre os movimentos para dentro e para fora de um inceptor. Em virtude da fisiologia em particular do braço humano, um piloto/copiloto tende a achar mais fácil mover um inceptor para dentro do que para fora. Seria vantajoso prover um meio para incorporar uma resposta à força de rolagem assimétrica em um sistema inceptor dual ligado.[003] It is known to electronically link two active inceptors together in aircraft having dual-seat pilot/copilot cockpit configurations whereby the pilot and copilot can make inputs to their respective inceptors individually or simultaneously, and, also, accordingly, the pilot can perceive the copilot's input force and vice versa. In a configuration such as this, there may also be a requirement to provide asymmetric roll axis forces; that is, between movements in and out of an inceptor. Due to the particular physiology of the human arm, a pilot/copilot tends to find it easier to move an inceptor in than out. It would be advantageous to provide a means to incorporate an asymmetric roll force response into a dual linked inceptor system.

[004] O documento US2012053735 refere-se a um sistema servo- controlado para fornecer uma sensação simulada equivalente à de controladores manuais mecânicos tradicionais. Os sinais processados do sensor de posição e força são usados em um laço (loop) de realimentação que controla o motor conectado mecanicamente ao bastão. O laço de realimentação compreende um laço de realimentação do motor de baixo nível e um laço de sensação de força de alto nível. Este último compreende componentes de desempenho estáticos e dinâmicos. O sistema permite que pistas de força variáveis e adicionais sejam especificadas externamente ao sistema e sentidas pelo operador, e/ou sinal externo para o backdrive da haste para seguir um movimento especificado. A estrutura de controle permite o acoplamento eletrônico de movimento e forças aplicadas pelos pilotos em um arranjo duplo, mantendo as características acima mencionadas; Simula a complacência mecânica do acoplamento cruzado devido à luta de força entre os retentores dos pilotos e gradientes de sensação de força assimétrica. Parâmetros associados a laços e componentes de desempenho podem ser especificados independentemente.[004] Document US2012053735 refers to a servo-controlled system to provide a simulated sensation equivalent to that of traditional mechanical hand controllers. The processed signals from the position and force sensor are used in a feedback loop that controls the motor mechanically connected to the stick. The feedback loop comprises a low-level motor feedback loop and a high-level force sensation loop. The latter comprises static and dynamic performance components. The system allows for additional, variable force cues to be specified externally to the system and sensed by the operator, and/or external signal to the rod backdrive to follow a specified movement. The control structure allows the electronic coupling of movement and forces applied by pilots in a dual arrangement, maintaining the aforementioned characteristics; Simulates cross-coupling mechanical compliance due to force struggle between pilot seals and asymmetric force sensation gradients. Parameters associated with loops and performance components can be specified independently.

[005] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um sistema de controle para controlar primeiro e segundo manches de controle manualmente operados, o sistema de controle incluindo: um primeiro arranjo de circuito para receber os sinais de força representativos de uma força aplicada em cada manche de controle resultante a partir de um movimento lado a lado de um manche de controle e arranjado para detectar se a dita força aplicada é em uma direção para dentro na direção do operador ou uma direção para fora para longe do operador e para aplicar um fator de ganho em cada sinal de força recebido para produzir os sinais de força fatorados em que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é maior do que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro; e um segundo circuito arranjado para somar os sinais de força fatorados para produzir um sinal de força modificado para uso em um sistema de controle de realimentação de força associado com cada manche de controle.[005] According to a first aspect of the invention, there is provided a control system for controlling first and second manually operated control sticks, the control system including: a first circuit arrangement for receiving force signals representative of a force applied to each control stick resulting from a side-to-side movement of a control stick and arranged to detect whether said applied force is in an inward direction toward the operator or an outward direction away from the operator and toward applying a gain factor to each received force signal to produce factored force signals in which the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an outward direction is greater than the applied gain factor in a received force signal representative of a force applied in an inward direction; and a second circuit arranged to sum the factored force signals to produce a modified force signal for use in a force feedback control system associated with each control stick.

[006] Em uma modalidade, o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é maior do que 1 e o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro é igual a 1.[006] In one embodiment, the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied in an outward direction is greater than 1 and the gain factor applied on a received force signal representative of an applied force in an inward direction is equal to 1.

[007] Em uma modalidade alternativa, o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é igual a 1 e o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro é menor do que 1.[007] In an alternative embodiment, the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied in an outward direction is equal to 1 and the gain factor applied on a received force signal representative of an applied force in an inward direction is less than 1.

[008] Preferivelmente, uma razão do fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no primeiro manche em uma direção para fora pelo fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no primeiro manche em uma direção para dentro tem o mesmo valor de uma razão do fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no segundo manche em uma direção para fora pelo fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no segundo manche em uma direção para dentro.[008] Preferably, a ratio of the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied on the first stick in an outward direction to the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied on the first stick in an inward direction has the same value as a ratio of the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied on the second stick in an outward direction to the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied to the second stick in an inward direction.

[009] O sistema de controle pode incluir adicionalmente primeiro e segundo sistemas de controle de realimentação de força associados, respectivamente, com o primeiro e o segundo manches de controle e arranjados para receber o sinal de força modificado. Cada um dos ditos primeiro e segundo sistemas de controle de realimentação de força pode ser configurado como um sistema de massa mola amortecedor (MSD) de segunda ordem. Os sistemas MSD podem incluir, respectivamente, primeiro e segundo circuitos de ganho de força em gradiente que contêm os mapeamentos de características de força-deslocamento idênticos. De forma ideal, as características de força-deslocamento em uma direção de movimento para a esquerda para ambos os manches de controle são idênticas. Igualmente, as características de força-deslocamento em uma direção de movimento para a direita para ambos os manches de controle também são idênticas. Entretanto, as características de força-deslocamento para a direita e para a esquerda podem ser diferentes.[009] The control system may additionally include first and second force feedback control systems associated, respectively, with the first and second control sticks and arranged to receive the modified force signal. Each of said first and second force feedback control systems may be configured as a second order mass spring damper (MSD) system. MSD systems may include, respectively, first and second gradient force gain circuits that contain identical force-displacement characteristic mappings. Ideally, the force-displacement characteristics in a leftward movement direction for both control sticks are identical. Likewise, the force-displacement characteristics in a rightward movement direction for both control sticks are also identical. However, the force-displacement characteristics to the right and left may be different.

[0010] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um método para controlar primeiro e segundo manches de controle manualmente operados, o método incluindo: receber os sinais de força representativos de uma força aplicada em cada manche de controle resultante a partir de um movimento lado a lado de um manche de controle; detectar se a dita força aplicada é em uma direção para dentro na direção do operador ou uma direção para fora para longe do operador; aplicar um fator de ganho em cada sinal de força recebido para produzir os sinais de força fatorados, em que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é maior do que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro; e somar os sinais de força fatorados para produzir um sinal de força modificado para uso em um sistema de controle de realimentação de força associado com cada manche de controle.[0010] According to a second aspect of the invention, there is provided a method for controlling first and second manually operated control sticks, the method including: receiving force signals representative of a force applied to each control stick resulting from a side-to-side movement of a control stick; detecting whether said applied force is in an inward direction toward the operator or an outward direction away from the operator; applying a gain factor to each received force signal to produce the factored force signals, wherein the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an outward direction is greater than the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an inward direction; and summing the factored force signals to produce a modified force signal for use in a force feedback control system associated with each control stick.

[0011] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um produto de programa de computador tangível que tem um código de programa de computador executável armazenado no mesmo para execução por um processador para realizar os métodos de acordo com a invenção.[0011] According to a third aspect of the invention, there is provided a tangible computer program product that has executable computer program code stored therein for execution by a processor for carrying out the methods according to the invention.

[0012] O produto de programa de computador tangível pode compreender pelo menos um a partir de um grupo que consiste em: um disco rígido, um CD-ROM, um dispositivo de armazenamento óptico, um dispositivo de armazenamento magnético, uma Memória Somente de Leitura, uma Memória Somente de Leitura Programável, uma Memória Somente de Leitura Programável Apagável, uma Memória Somente de Leitura Programável Eletricamente Apagável e uma Memória flash.[0012] The tangible computer program product may comprise at least one of a group consisting of: a hard disk, a CD-ROM, an optical storage device, a magnetic storage device, a Read Only Memory , a Programmable Read-Only Memory, an Erasable Programmable Read-Only Memory, an Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, and a Flash Memory.

[0013] Outros aspectos da invenção compreendem um sistema inceptor que inclui manches de controle ligados e um sistema de controle de acordo com o primeiro aspecto e uma aeronave que incorpora um sistema inceptor como este.[0013] Other aspects of the invention comprise an inceptor system that includes connected control sticks and a control system in accordance with the first aspect and an aircraft that incorporates such an inceptor system.

[0014] Estes e ainda outros aspectos, recursos e vantagens da invenção ficarão aparentes a partir das, e serão elucidados em relação às, modalidades descritas a seguir.[0014] These and other aspects, features and advantages of the invention will become apparent from, and will be elucidated in relation to, the embodiments described below.

[0015] Detalhes, aspectos e modalidades adicionais da invenção serão agora descritos, a título de exemplo apenas, em relação aos desenhos. Os elementos nas figuras são ilustrados por simplicidade e clareza, e não foram necessariamente desenhados em escala. Os números de referência iguais foram incluídos nos respectivos desenhos para facilitar o entendimento.[0015] Additional details, aspects and embodiments of the invention will now be described, by way of example only, in relation to the drawings. The elements in the figures are illustrated for simplicity and clarity, and have not necessarily been drawn to scale. The same reference numbers have been included in the respective drawings for ease of understanding.

[0016] A figura 1 é um diagrama de blocos esquemático simplificado que mostra um exemplo de um sistema inceptor; a figura 2 é um diagrama de blocos esquemático simplificado de um primeiro exemplo do primeiro e do segundo sistemas de controle para controlar a operação de um inceptor operado por piloto e um inceptor operado por copiloto, respectivamente; a figura 3 mostra os gráficos dos gradientes do eixo geométrico de rolagem assimétrico; e a figura 4 é um diagrama de blocos esquemático de um segundo exemplo do primeiro e do segundo sistemas de controle para controlar a operação de um inceptor operado por piloto e um inceptor operado por copiloto, respectivamente.[0016] Figure 1 is a simplified schematic block diagram showing an example of an inceptor system; 2 is a simplified schematic block diagram of a first example of the first and second control systems for controlling the operation of a pilot-operated inceptor and a co-pilot-operated inceptor, respectively; figure 3 shows the graphs of the gradients of the asymmetric scrolling geometric axis; and Figure 4 is a schematic block diagram of a second example of the first and second control systems for controlling the operation of a pilot-operated inceptor and a co-pilot-operated inceptor, respectively.

[0017] A figura 1 mostra um diagrama de blocos esquemático de um sistema inceptor ativo 100 que é acoplado em um sistema de controle de voo 101, ambos os sistemas sendo incorporados em uma aeronave 102. Um inceptor 103 é acoplado em um conjunto de dois graus de liberdade adequado 104 que permite que o inceptor 103 seja movido nas direções para frente e para trás e lado a lado. Convencionalmente, os movimentos para frente e para trás do inceptor 103 controlam a arfagem da aeronave e os movimentos lado a lado do inceptor controlam a rolagem da aeronave. O inceptor 103 inclui um punho manual 105.[0017] Figure 1 shows a schematic block diagram of an active inceptor system 100 that is coupled into a flight control system 101, both systems being incorporated into an aircraft 102. An inceptor 103 is coupled into a set of two suitable degrees of freedom 104 that allows the inceptor 103 to be moved in the forward and backward and side-to-side directions. Conventionally, the forward and backward movements of the inceptor 103 control the pitch of the aircraft and the side-to-side movements of the inceptor control the roll of the aircraft. The inceptor 103 includes a hand grip 105.

[0018] Como é convencional, o sistema inceptor 100 pode suprir os sinais representativos de comandos de arfagem e rolagem da aeronave para o sistema de controle de voo 101. Tais comandos de aeronave podem ser derivados usando dispositivos e técnicas adequados. No geral, tais comandos são relacionados à posição angular do inceptor 103. No exemplo da figura 1, um conjunto sensor de posição 106 é acoplado no inceptor 103 e detecta o deslocamento angular do inceptor 103 em ambas as direções para frente e para trás e lado a lado. O conjunto sensor de posição 106 supre os sinais para o sistema de controle de voo 101 que, por sua vez, provê os sinais de controle na linha de saída 107 para os atuadores que controlam as superfícies de voo da aeronave 102 e, também, supre um sinal de posição para um sistema de controle do motor 108.[0018] As is conventional, the inceptor system 100 can supply signals representing aircraft pitch and roll commands to the flight control system 101. Such aircraft commands can be derived using suitable devices and techniques. In general, such commands are related to the angular position of the inceptor 103. In the example of Figure 1, a position sensor assembly 106 is coupled to the inceptor 103 and detects the angular displacement of the inceptor 103 in both forward and backward directions and sideways. side by side. The position sensor assembly 106 supplies signals to the flight control system 101 which, in turn, provides the control signals on the output line 107 to the actuators that control the flight surfaces of the aircraft 102 and also supplies a position signal to an engine control system 108.

[0019] Um sensor de força 109 também é provido e acoplado no inceptor 103 para percepção de uma força de entrada aplicada no inceptor 103 pelo piloto. Uma saída do sensor de força é suprida para um sistema de controle 110. O sistema de controle 110 transmite os sinais de posição e de velocidade (derivados a partir dos sinais providos pelo sensor de força 109) para o sistema de controle do motor 108. O sistema de controle do motor 108 transmite um sinal de acionamento para um motor 111 que é acoplado no inceptor 103. O sistema de controle 110 e o sistema de controle do motor 108 acoplado no mesmo servem para acionar o motor 111 de forma que o inceptor 103 seja movido (pelo motor) para uma posição desejada que depende da força exercida no inceptor 103 por um operador. Assim, a ação do motor também provê uma característica da sensação de força para o operador (piloto). O sistema de controle 110 pode ser configurado para simular um sistema Massa-Mola-Amortecedor (MSD) de segunda ordem. Tais sistemas MSD são conhecidos e descritos na literatura. Veja, por exemplo, http://www.cds.caltech.edu/~murray/books/AM08/pdf/am08- modeling_19Jul11.pdf.[0019] A force sensor 109 is also provided and coupled to the inceptor 103 for sensing an input force applied to the inceptor 103 by the pilot. An output from the force sensor is provided to a control system 110. The control system 110 transmits position and speed signals (derived from signals provided by the force sensor 109) to the engine control system 108. The motor control system 108 transmits a drive signal to a motor 111 that is coupled to the inceptor 103. The control system 110 and the motor control system 108 coupled thereto serve to drive the motor 111 so that the inceptor 103 is moved (by the motor) to a desired position that depends on the force exerted on the inceptor 103 by an operator. Thus, the action of the engine also provides a characteristic feeling of force for the operator (pilot). The control system 110 can be configured to simulate a second order Mass-Spring-Damper (MSD) system. Such MSD systems are known and described in the literature. See, for example, http://www.cds.caltech.edu/~murray/books/AM08/pdf/am08- modeling_19Jul11.pdf.

[0020] Uma típica aeronave pode incluir dois tais sistemas inceptores, um operável pelo piloto e o outro operável pelo copiloto, cada sistema inceptor sendo acoplado no sistema de controle de voo 101. Por exemplo, dois inceptores ativos podem ser utilizados como controles montados ao lado na aeronave com configurações de cabine de pilotagem de piloto/copiloto com assento duplo, de acordo com o que, o piloto e o copiloto podem fazer entradas em seus respectivos inceptores individualmente ou simultaneamente. A fim de simular uma ligação mecânica (de forma que, quando um inceptor for movido, o outro se mova da mesma maneira), os dois inceptores podem ser eletronicamente ligados para permitir que o piloto perceba a força de entrada do copiloto e vice-versa. Isto pode ser feito pela transmissão de uma força aplicada pelo piloto no inceptor do piloto através de uma ligação de comunicação digital e pela soma desta força aplicada com a força aplicada do copiloto percebida (e vice-versa).[0020] A typical aircraft may include two such inceptor systems, one operable by the pilot and the other operable by the co-pilot, each inceptor system being coupled to the flight control system 101. For example, two active inceptors may be used as controls mounted to the side on aircraft with dual-seat pilot/copilot flight deck configurations, whereby the pilot and copilot may make inputs into their respective inceptors individually or simultaneously. In order to simulate a mechanical linkage (so that when one inceptor is moved, the other moves in the same way), the two inceptors can be electronically linked to allow the pilot to sense the copilot's input force and vice versa . This can be done by transmitting a pilot-applied force to the pilot's inceptor via a digital communications link and summing this applied force with the copilot's perceived applied force (and vice versa).

[0021] A figura 2 é um diagrama de blocos simplificado que ilustra os componentes de dois sistemas de controle 200, 200A cada qual configurado como sistemas MSD de segunda ordem para reagir aos movimentos lado a lado (rolagem) de um inceptor operado por um piloto e um copiloto, respectivamente. Cada sistema de controle 200, 200A da figura 2 usa três parâmetros da função MSD, isto é; inércia, amortecimento e gradiente, para prover um sinal de saída da posição modelo. Cada sistema de controle 200, 200A usa um sinal de entrada (na linha 201), representativo da soma das forças (aplicadas pelo piloto e/ou pelo copiloto em seus respectivos inceptores) para gerar um sinal de ‘posição’ de realimentação (ou ‘posição modelo’) nas linhas de saída 202, 202’ e, também, um sinal de velocidade na linha 203, ambos os quais podem ser usados pelo sistema de controle do motor 108 (juntamente com uma posição inserida a partir do sistema de controle de voo 101) para gerar um sinal de demanda para acionar o motor 111 (e, portanto, os inceptores) para uma posição desejada que depende da força que está sendo aplicada. A caixa 204 representa uma força aplicada em um inceptor pelo operador.[0021] Figure 2 is a simplified block diagram illustrating the components of two control systems 200, 200A each configured as second order MSD systems to react to the side-by-side movements (roll) of a pilot-operated inceptor and a co-pilot, respectively. Each control system 200, 200A of figure 2 uses three parameters of the MSD function, that is; inertia, damping and gradient, to provide an output signal of the model position. Each control system 200, 200A uses an input signal (on line 201), representative of the sum of forces (applied by the pilot and/or co-pilot to their respective inceptors) to generate a feedback 'position' signal (or ' model position') on output lines 202, 202', and also a speed signal on line 203, both of which can be used by the engine control system 108 (along with a position entered from the engine control system). flight 101) to generate a demand signal to drive the engine 111 (and therefore the inceptors) to a desired position that depends on the force being applied. Box 204 represents a force applied to an inceptor by the operator.

[0022] Um sinal que representa a força aplicada é inserido em um primeiro circuito de soma 205. As duas outras entradas também são recebidas pelo primeiro circuito de soma 205. Estas duas outras entradas são realmente subtraídas da entrada de força para prover um sinal de saída na linha 206 que é alimentado em uma entrada de um circuito de ganho (1/inércia) 207. O circuito de ganho (1/inércia) 207 opera de uma maneira convencional e transmite um sinal que representa uma aceleração do inceptor 103. Uma saída do circuito de ganho (1/inércia) 207 é, então, alimentada através de um primeiro integrador 208 que transmite um sinal na linha 203 que representa uma velocidade. O sinal de velocidade é alimentado através de um circuito de ganho de força de amortecimento 209 cuja saída é alimentada para o primeiro circuito de soma 205. O sinal de velocidade também é alimentado para um segundo integrador 210 que transmite um sinal na linha 202 que representa uma posição. A saída do segundo integrador 210 provê a saída do sistema de controle 200 na linha 202, 202’ e, também, é alimentada para um circuito de ganho de força em gradiente 211 cuja saída é alimentada no primeiro circuito de soma 204.[0022] A signal representing the applied force is input to a first summing circuit 205. The two other inputs are also received by the first summing circuit 205. These two other inputs are actually subtracted from the force input to provide a signal of output on line 206 that is fed into an input of a gain (1/inertia) circuit 207. The gain (1/inertia) circuit 207 operates in a conventional manner and transmits a signal that represents an acceleration of the inceptor 103. The output of the gain (1/inertia) circuit 207 is then fed through a first integrator 208 that transmits a signal on line 203 that represents a speed. The speed signal is fed through a damping force gain circuit 209 whose output is fed to the first summing circuit 205. The speed signal is also fed to a second integrator 210 which transmits a signal on line 202 that represents a position. The output of the second integrator 210 provides the output of the control system 200 on line 202, 202' and is also fed to a gradient force gain circuit 211 whose output is fed to the first summing circuit 204.

[0023] Um circuito de ganho de força em gradiente 211 é configurado para calcular uma força em gradiente de acordo com uma série complexa de coordenadas que define uma característica de mapeamento pré-determinada da posição (isto é, deslocamento angular do inceptor) em relação à força. Esta característica de força-deslocamento pode ser pré-determinada pelo sistema de controle de voo 101 e determinar a “sensação” para o operador à medida que ele opera o inceptor 103. As coordenadas 302 podem ser armazenadas em uma tabela de busca incorporada no circuito de ganho de força em gradiente 211. Assim, o circuito de ganho de força em gradiente 211 toma uma posição transmitida a partir da saída do segundo integrador 210, passa a posição através da tabela de busca de coordenadas e transmite a força correspondente para o primeiro circuito de soma 205.[0023] A gradient force gain circuit 211 is configured to calculate a gradient force according to a complex series of coordinates that define a predetermined mapping characteristic of position (i.e., angular displacement of the inceptor) relative to the power. This force-displacement characteristic may be predetermined by the flight control system 101 and determine the “feel” for the operator as he operates the inceptor 103. The coordinates 302 may be stored in a lookup table incorporated into the circuitry. gradient force gain circuit 211. Thus, the gradient force gain circuit 211 takes a position transmitted from the output of the second integrator 210, passes the position through the coordinate lookup table, and transmits the corresponding force to the first summing circuit 205.

[0024] O primeiro circuito de soma 205, o primeiro integrador 208, o segundo integrador 210, o circuito de ganho de força de amortecimento 209 e o circuito de controle do ganho de força em gradiente 211 se comportam como um sistema MSD de segunda ordem. O sistema de controle do motor 108 irá acionar um inceptor em uma posição desejada, dependendo da força aplicada e se tanto o piloto quanto o copiloto devem liberar a força em seus inceptores, de forma que a contribuição do sinal de entrada na linha 201 para as forças somadas no somador 205 seja zero, então, o motor irá acionar o inceptores de volta para uma posição nula. Os dois sistemas MSD de segunda ordem 200, 200A são ligados por meio de segundo e terceiro circuitos de soma 212, 213. O segundo circuito de soma 212 adiciona a força aplicada pelo copiloto na força aplicada pelo piloto e aplica a soma no primeiro circuito de soma 205 do sistema MSD de segunda ordem 200. O terceiro circuito de soma 213 adiciona a força aplicada pelo piloto na força aplicada pelo copiloto e aplica a soma no primeiro circuito de soma 205 do sistema de controle de segunda ordem 200A. O sinal na linha 202 é usado para gerar um sinal de controle para acionar o inceptor do copiloto e o sinal na linha 202’ é usado para gerar um sinal de controle para acionar o inceptor do piloto.[0024] The first summing circuit 205, the first integrator 208, the second integrator 210, the damping force gain circuit 209 and the gradient force gain control circuit 211 behave as a second order MSD system . The engine control system 108 will actuate an inceptor into a desired position, depending on the force applied and whether both the pilot and copilot must release force on their inceptors, such that the contribution of the input signal on line 201 to the The summed forces in adder 205 are zero, then the motor will drive the inceptors back to a zero position. The two second-order MSD systems 200, 200A are connected via second and third summing circuits 212, 213. The second summing circuit 212 adds the force applied by the copilot to the force applied by the pilot and applies the sum to the first summing circuit 200, 200A. sum 205 of the second order MSD system 200. The third sum circuit 213 adds the force applied by the pilot to the force applied by the copilot and applies the sum to the first sum circuit 205 of the second order control system 200A. The signal on line 202 is used to generate a control signal to drive the copilot's inceptor and the signal on line 202' is used to generate a control signal to drive the pilot's inceptor.

[0025] Em alguns sistemas inceptores, pode haver uma exigência para prover as forças do eixo geométrico de rolagem assimétrico; isto é, entre os movimentos para dentro e para fora. Em virtude da fisiologia em particular do braço humano, um operador acha mais fácil mover um inceptor para dentro em vez de para fora. Um sistema inceptor de controle pode ser configurado para simular uma maior resistência a um movimento para dentro do que a um movimento para fora, de forma que o operador perceba que ele está usando a mesma força em cada direção. Isto pode ser alcançado pelo uso de uma característica de força-deslocamento assimétrica no circuito de força de ganho de gradiente 211, de forma que uma maior força para dentro, se comparada com a força para fora, precise ser aplicada a fim de alcançar a mesma amplitude de deslocamento. Entretanto, por exemplo, como uma entrada de rolagem para a esquerda é um movimento para fora para o piloto, mas um movimento para dentro para o copiloto, as características de força- deslocamento nos circuitos de ganho de força em gradiente 211 dos sistemas de controle MSD de segunda ordem 200 e 200A precisarão ser diferentes. Se também houver uma exigência para que os inceptores do piloto e do piloto sejam eletronicamente ligados, então, o arranjo de ligação da figura 2 não pode ser usado em virtude de um arranjo como este não poder manter a ligação, enquanto, ao mesmo tempo, provê diferentes forças de realimentação para o piloto e o copiloto. A presente invenção provê uma solução para superar este problema.[0025] In some inceptor systems, there may be a requirement to provide asymmetric roll axis forces; that is, between inward and outward movements. Because of the particular physiology of the human arm, an operator finds it easier to move an inceptor in rather than out. A control inceptor system can be configured to simulate greater resistance to an inward movement than to an outward movement, so that the operator perceives that he is using the same force in each direction. This can be achieved by using an asymmetric force-displacement characteristic in the gradient gain force circuit 211, such that a greater inward force, as compared to the outward force, needs to be applied in order to achieve the same displacement amplitude. However, for example, since a left roll input is an outward movement for the pilot but an inward movement for the copilot, the force-displacement characteristics in the gradient force gain circuits of control systems Second order MSD 200 and 200A will need to be different. If there is also a requirement for the pilot and pilot inceptors to be electronically bonded, then the bonding arrangement of Figure 2 cannot be used because such an arrangement cannot maintain the bond, while at the same time provides different feedback forces for the pilot and copilot. The present invention provides a solution to overcome this problem.

[0026] Um exemplo dos gradientes do eixo geométrico de rolagem assimétrico é ilustrado na figura 3, em que o gráfico 301 mostra uma característica de força-deslocamento para o piloto (inceptor da mão esquerda) e o gráfico 302 mostra uma característica de força-deslocamento para o copiloto (inceptor da mão direita). Para que o piloto, operando um inceptor com a mão esquerda, alcance um deslocamento angular de 15 graus em uma direção para fora (para a esquerda), a força exigida é de apenas (-) 4,53 quilogramas (10 libras), mas para o mesmo deslocamento na direção para dentro (para a direita), a força exigida é de (+) 9,07 quilogramas (20 libras). Para que o copiloto, operando um inceptor com a mão direita, alcance um deslocamento angular de 15 graus em uma direção para dentro (para a esquerda), a força exigida é de (-) 9,07 quilogramas (20 libras), mas para o mesmo deslocamento na direção para fora (para a direita), a força exigida é de apenas (+) 4,53 quilogramas (10 libras). Então, neste exemplo, há uma razão do fator de ganho de 2 entre os movimentos para dentro e para fora, mas outros valores são possíveis. A razão do fator de ganho é escolhida para ser a mesma para o inceptor do copiloto e para o inceptor do piloto, e pode ser definida pelo sistema de controle de voo 101 e determinada a partir das avaliações do piloto/copiloto.[0026] An example of the gradients of the asymmetric roll axis is illustrated in figure 3, wherein graph 301 shows a force-displacement characteristic for the pilot (left hand inceptor) and graph 302 shows a force-displacement characteristic for the pilot (left hand inceptor) and graph 302 shows a force-displacement characteristic for the pilot (left hand inceptor) shift to copilot (right hand inceptor). In order for the pilot, operating an inceptor with his left hand, to achieve an angular displacement of 15 degrees in an outward (to the left) direction, the force required is only (-) 4.53 kilograms (10 pounds), but for the same displacement in the inward (rightward) direction, the force required is (+) 9.07 kilograms (20 pounds). For the copilot, operating an inceptor with his right hand, to achieve an angular displacement of 15 degrees in an inward (to the left) direction, the force required is (-) 9.07 kilograms (20 pounds), but for the same displacement in the outward (rightward) direction, the force required is only (+) 4.53 kilograms (10 pounds). So in this example, there is a gain factor ratio of 2 between the inward and outward movements, but other values are possible. The gain factor ratio is chosen to be the same for the copilot's inceptor and the pilot's inceptor, and may be set by the flight control system 101 and determined from pilot/copilot evaluations.

[0027] A figura 4 é um diagrama de blocos simplificado que ilustra os componentes de dois sistemas de controle 300, 300A que podem manter a ligação entre as entradas do piloto e do copiloto em seus respectivos inceptores, enquanto, ao mesmo tempo, proveem diferentes forças de realimentação para dentro/para fora. A figura 4 mostra os sistemas de controle do piloto e do copiloto ligados 200 e 200A da figura 2 com os seguintes componentes e funcionalidades adicionais.[0027] Figure 4 is a simplified block diagram illustrating the components of two control systems 300, 300A that can maintain the connection between the pilot and copilot inputs on their respective inceptors, while at the same time providing different in/out feedback forces. Figure 4 shows the pilot and copilot control systems connected 200 and 200A of Figure 2 with the following additional components and functionalities.

[0028] Cada circuito de ganho de força em gradiente 211 dos sistemas de controle 300, 300A é configurado com a mesma característica de mapeamento de força-posição. Cada sistema de controle 300, 300A pode prover os gradientes do eixo geométrico de rolagem assimétrico, o gradiente para os movimentos para dentro sendo maior do que aquele para os movimentos para fora. Neste exemplo, a razão de gradientes é 2:1, como no exemplo supradescrito em relação à figura 3. Em um exemplo, cada sistema de controle 300, 300A é provido com um circuito de cálculo (não mostrado) para calcular uma razão de gradientes com base na posição nulo (zero) para o primeiro segmento de coordenada da característica de força-deslocamento transmitida esquerda e direita. Em um outro exemplo, o circuito de controle de voo transmite uma razão fixa para cada sistema de controle 300, 300A. A característica de mapeamento de força-deslocamento em cada circuito de ganho de força em gradiente 211 é definida no gradiente mais alto em ambas as direções. Então, neste exemplo, a característica de mapeamento de força- deslocamento exige que um deslocamento angular de mais ou menos 15° exija uma força aplicada de 9,07 quilogramas (20 libras).[0028] Each gradient force gain circuit 211 of control systems 300, 300A is configured with the same force-position mapping characteristic. Each control system 300, 300A can provide the gradients of the asymmetric roll axis, the gradient for inward movements being greater than that for outward movements. In this example, the gradient ratio is 2:1, as in the example described above in relation to Figure 3. In one example, each control system 300, 300A is provided with a calculation circuit (not shown) for calculating a gradient ratio. based on the null (zero) position for the first coordinate segment of the left and right transmitted force-displacement characteristic. In another example, the flight control circuit transmits a fixed ratio to each control system 300, 300A. The force-displacement mapping characteristic in each gradient force gain circuit 211 is set at the highest gradient in both directions. So in this example, the force-displacement mapping feature requires that an angular displacement of plus or minus 15° requires an applied force of 9.07 kilograms (20 pounds).

[0029] Um primeiro circuito de comutação 401 recebe entradas a partir da caixa 204 (o sinal que representa a força aplicada pelo piloto em seu inceptor percebida) e a partir de dois circuitos multiplicadores 402, 403, respectivamente. O primeiro circuito de comutação 401 é configurado para detectar se a força aplicada pelo piloto em seu inceptor é positiva ou negativa. Neste exemplo, a convenção é que uma força positiva seja um movimento para a direita do inceptor (isto é, para dentro para o piloto) e uma força negativa seja um movimento para a esquerda do inceptor (isto é, para fora para o piloto). Dependendo se a força aplicada é positiva ou negativa, o primeiro circuito de comutação seleciona um sinal de saída a partir de qualquer um dos circuitos multiplicadores 402, 403 e transmite o sinal selecionado para os somadores 212 e 213 para processamento adicional pelos sistemas de controle MSD de segunda ordem, da forma supradescrita em relação à figura 2. Os circuitos multiplicadores 402, 403 recebem a força percebida (a partir da caixa 204) e, também, a partir dos respectivos circuitos de ganho 404, 405 e, portanto, modificam o valor do sinal que representa a força percebida. Neste exemplo, um primeiro circuito de ganho 404 provê um fator de ganho igual a 1 e um segundo circuito de ganho 405 provê um fator de ganho maior do que 1 (2 neste exemplo, mas outros valores são possíveis). Em operação, quando o primeiro circuito de comutação 401 detectar que o inceptor do copiloto foi movido para o direita (para dentro), ele seleciona a saída do multiplicador 402 que aplicou um fator de ganho de 1 no sinal de força recebido a partir da caixa 204. Quando o primeiro circuito de comutação 401 detectar que o interceptor do piloto foi movido para a esquerda (para fora), ele seleciona a saída do multiplicador 403 que aplicou um fator de ganho maior do que 1 (2 neste exemplo) no sinal de força recebido a partir da caixa 204. Portanto, quando o piloto mover o inceptor para a esquerda, um sinal de força maior é transmitido para soma pelo primeiro somador 205 do que quando o piloto move o inceptor para a direita.[0029] A first switching circuit 401 receives inputs from box 204 (the signal representing the force applied by the pilot to its perceived inceptor) and from two multiplier circuits 402, 403, respectively. The first switching circuit 401 is configured to detect whether the force applied by the pilot to its inceptor is positive or negative. In this example, the convention is that a positive force is a movement to the right of the inceptor (i.e., inward for the pilot) and a negative force is a movement to the left of the inceptor (i.e., outward for the pilot). . Depending on whether the applied force is positive or negative, the first switching circuit selects an output signal from any of the multiplier circuits 402, 403 and transmits the selected signal to adders 212 and 213 for further processing by the MSD control systems. of second order, in the manner described above in relation to figure 2. The multiplier circuits 402, 403 receive the perceived force (from the box 204) and also from the respective gain circuits 404, 405 and, therefore, modify the value of the signal that represents the perceived force. In this example, a first gain circuit 404 provides a gain factor equal to 1 and a second gain circuit 405 provides a gain factor greater than 1 (2 in this example, but other values are possible). In operation, when the first switching circuit 401 detects that the copilot inceptor has been moved to the right (in), it selects the output of the multiplier 402 which applies a gain factor of 1 to the power signal received from the box. 204. When the first switching circuit 401 detects that the pilot interceptor has been moved to the left (out), it selects the output of the multiplier 403 that has applied a gain factor greater than 1 (2 in this example) to the signal. force received from box 204. Therefore, when the pilot moves the inceptor to the left, a greater force signal is transmitted for summing by the first adder 205 than when the pilot moves the inceptor to the right.

[0030] O sistema de controle do copiloto 300A é provido com um arranjo similar. Um segundo circuito de comutação 406 recebe entradas a partir da caixa 204 (o sinal que representa uma força percebida aplicada pelo copiloto em seu inceptor) e a partir de dois circuitos multiplicadores 407, 408, respectivamente. O segundo circuito de comutação 406 é configurado para detectar se a força aplicada pelo copiloto em seu inceptor é positiva ou negativa. Uma força positiva é um movimento para a direita do inceptor (isto é, para fora para o copiloto) e uma força negativa é um movimento para a esquerda do inceptor (isto é, para dentro para o copiloto). Dependendo se a força aplicada é positiva ou negativa, o segundo circuito de comutação 406 seleciona um sinal de saída a partir de qualquer um dos circuitos multiplicadores 407, 408 e transmite o sinal selecionado para os somadores 213 e 212 para processamento adicional. Os circuitos multiplicadores 407, 408 recebem a força percebida (a partir da caixa 204) e, também, a partir dos respectivos circuitos de ganho 409, 410 e, portanto, modificam o valor do sinal que representa a força percebida. Neste exemplo, um terceiro circuito de ganho 409 provê um fator de ganho maior do que 1 (2 neste exemplo) e um quarto circuito de ganho 410 provê um fator de ganho igual a 1. Em operação, quando o segundo circuito de comutação 406 detectar que o inceptor do piloto foi movido para a direita (para fora), ele seleciona a saída do multiplicador 407 que aplicou um fator de ganho de 2 no sinal de força percebido recebido a partir da caixa 204. Quando o segundo circuito de comutação 406 detectar que o interceptor do copiloto foi movido para a esquerda (para dentro), ele seleciona a saída do multiplicador 408 que aplicou um fator de ganho igual a 1 no sinal de força percebido. Portanto, quando o copiloto mover o inceptor para a direita, um sinal de força maior é transmitido para soma pelo primeiro somador 205 do que quando o copiloto mover o inceptor para a esquerda.[0030] The 300A copilot control system is provided with a similar arrangement. A second switching circuit 406 receives inputs from box 204 (the signal representing a perceived force applied by the copilot to his inceptor) and from two multiplier circuits 407, 408, respectively. The second switching circuit 406 is configured to detect whether the force applied by the copilot to his inceptor is positive or negative. A positive force is a movement to the right of the inceptor (i.e., outward for the copilot) and a negative force is a movement to the left of the inceptor (i.e., inward for the copilot). Depending on whether the applied force is positive or negative, the second switching circuit 406 selects an output signal from any of the multiplier circuits 407, 408 and transmits the selected signal to adders 213 and 212 for further processing. The multiplier circuits 407, 408 receive the perceived force (from the box 204) and also from the respective gain circuits 409, 410 and, therefore, modify the value of the signal that represents the perceived force. In this example, a third gain circuit 409 provides a gain factor greater than 1 (2 in this example) and a fourth gain circuit 410 provides a gain factor of 1. In operation, when the second switching circuit 406 detects Once the pilot inceptor has been moved to the right (out), it selects the output of the multiplier 407 which has applied a gain factor of 2 to the perceived power signal received from the box 204. When the second switching circuit 406 detects Once the copilot's interceptor has been moved to the left (in), it selects the output of the 408 multiplier that applied a gain factor of 1 to the perceived strength signal. Therefore, when the copilot moves the inceptor to the right, a greater strength signal is transmitted for summing by the first adder 205 than when the copilot moves the inceptor to the left.

[0031] Os fatores de ganho (providos pelos circuitos de ganho 404, 405, 409, 410) representam um fator de multiplicação aplicado na força percebida para produzir uma força ‘fatorada’ antes da transmissão (através de uma ligação digital, por exemplo) para o outro inceptor e para uso no próprio modelo MSD do inceptor. Portanto, a entrada de força total usada no modelo MSD de segunda ordem do piloto é a soma do sinal de força fatorado que é transmitido pelo primeiro circuito de comutação 401 e um sinal de força fatorado recebido a partir do inceptor do piloto (isto é, a partir da saída do segundo circuito de comutação 406). Similarmente, a entrada de força total usada no modelo MSD de segunda ordem do copiloto é a soma da força fatorada que é transmitida pelo segundo circuito de comutação 406 e um sinal de força fatorado recebido a partir do inceptor do copiloto (isto é, a partir da saída do primeiro circuito de comutação 401).[0031] The gain factors (provided by gain circuits 404, 405, 409, 410) represent a multiplication factor applied to the perceived force to produce a 'factored' force prior to transmission (via a digital link, for example). for the other inceptor and for use in the inceptor's own MSD model. Therefore, the total power input used in the pilot second-order MSD model is the sum of the factored power signal that is transmitted by the first switching circuit 401 and a factored power signal received from the pilot inceptor (i.e., from the output of the second switching circuit 406). Similarly, the total force input used in the copilot's second-order MSD model is the sum of the factored force that is transmitted by the second switching circuit 406 and a factored force signal received from the copilot's inceptor (i.e., from of the output of the first switching circuit 401).

[0032] Pelo emprego do arranjo da figura 4, os inceptores tanto do piloto quanto do copiloto recebem a mesma contribuição de força total e, desde que a característica de mapeamento de força-deslocamento seja idêntica através de ambos os inceptores, eles se ligarão em posição ao mesmo tempo em que proveem uma sensação de força-gradiente assimétrica para o piloto e o copiloto. De forma ideal, as características de mapeamento de força- deslocamento na direção negativa (para a esquerda) dos inceptores do piloto e do copiloto são idênticas. Igualmente, as características de força- deslocamento na direção positiva (para a direita) dos inceptores de piloto e de copiloto também são idênticas. Entretanto, as características positiva e negativa de força-deslocamento podem ser diferentes.[0032] By employing the arrangement of Figure 4, both the pilot's and copilot's inceptors receive the same total force contribution and, as long as the force-displacement mapping characteristic is identical across both inceptors, they will connect in position while providing an asymmetric force-gradient sensation for the pilot and co-pilot. Ideally, the force-displacement mapping characteristics in the negative direction (to the left) of the pilot and copilot inceptors are identical. Likewise, the force-displacement characteristics in the positive direction (to the right) of the pilot and copilot inceptors are also identical. However, the positive and negative force-displacement characteristics may be different.

[0033] O exemplo da figura 4 forneceu assistência para o operador durante o movimento em uma direção do quadro para fora pela provisão de um fator de ganho maior do que aquele quando o movimento nesta direção foi detectado. Em um arranjo alternativo, os movimentos em uma direção para dentro podem se tornar mais difíceis pela provisão de um fator de ganho de menos do que aquele quando o movimento nesta direção for detectado. Neste último caso, um fator de ganho igual a 1 é aplicado em movimentos na direção para fora.[0033] The example of Figure 4 provided assistance to the operator during movement in an outward direction of the frame by providing a gain factor greater than that when movement in this direction was detected. In an alternative arrangement, movements in an inward direction may be made more difficult by providing a gain factor of less than that when movement in this direction is detected. In the latter case, a gain factor equal to 1 is applied to movements in the outward direction.

[0034] Embora os exemplos específicos tenham sido descritos em relação aos manches de controle para a aeronave, será entendido que os princípios aqui descritos podem ser igualmente aplicáveis a outro tipo de veículos e maquinário.[0034] Although specific examples have been described in relation to control sticks for aircraft, it will be understood that the principles described here may be equally applicable to other types of vehicles and machinery.

[0035] A funcionalidade de processamento de sinal das modalidades da invenção pode ser alcançada usando os sistemas ou as arquiteturas de computação conhecidos pelos versados na técnica da tecnologia relevante. Os sistemas de computação, tais como um computador desktop, laptop ou notebook, um dispositivo de computação de mão (PDA, telefone celular, palmtop, etc.), um computador de grande porte, um servidor, um cliente ou qualquer outro tipo de dispositivo de computação de uso especial ou geral que podem ser desejáveis ou apropriados para uma dada aplicação ou ambiente, podem ser usados. O sistema de computação pode incluir um ou mais processadores que podem ser implementados usando um motor de processamento de uso geral ou especial, tais como, por exemplo, um microprocessador, um microcontrolador ou outro módulo de controle.[0035] The signal processing functionality of embodiments of the invention can be achieved using computing systems or architectures known to those skilled in the art of the relevant technology. Computing systems, such as a desktop, laptop, or notebook computer, a handheld computing device (PDA, cell phone, palmtop, etc.), a mainframe computer, a server, a client, or any other type of device Special or general purpose computing devices that may be desirable or appropriate for a given application or environment may be used. The computing system may include one or more processors that may be implemented using a general-purpose or special-purpose processing engine, such as, for example, a microprocessor, a microcontroller, or other control module.

[0036] O sistema de computação também pode incluir uma memória principal, tais como memória de acesso aleatório (RAM) ou outra memória dinâmica, para armazenar a informação e as instruções a ser executadas por um processador. Uma memória principal como esta também pode ser usada para armazenar variáveis temporárias ou outra informação intermediária durante a execução das instruções a ser executadas pelo processador. O sistema de computação pode incluir igualmente uma Memória Somente de Leitura (ROM) ou outro dispositivo de armazenamento estático para armazenar a informação e as instruções estáticas para um processador.[0036] The computing system may also include a main memory, such as random access memory (RAM) or other dynamic memory, to store information and instructions to be executed by a processor. A main memory like this can also be used to store temporary variables or other intermediate information during the execution of instructions to be executed by the processor. The computing system may also include a Read Only Memory (ROM) or other static storage device to store information and static instructions for a processor.

[0037] O sistema de computação também pode incluir um sistema de armazenamento de informação que pode incluir, por exemplo, uma unidade de mídia e uma interface de armazenamento removível. A unidade de mídia pode incluir uma unidade ou outro mecanismo para suportar a mídia de armazenamento fixa ou removível, tais como uma unidade de disco rígido, uma unidade de disco flexível, uma unidade de fita magnética, uma unidade de disco óptico, uma unidade de disco compacto (CD) ou unidade de vídeo digital (DVD), unidade de leitura ou gravação (R ou RW), ou outra unidade de mídia removível ou fixa. A mídia de armazenamento pode incluir, por exemplo, um disco rígido, um disco flexível, uma fita magnética, um disco óptico, CD ou DVD, ou outra mídia fixa ou removível que é lida por e gravada na unidade de mídia. A mídia de armazenamento pode incluir uma mídia de armazenamento legível por computador que tem software de computador ou dados em particular armazenados na mesma.[0037] The computing system may also include an information storage system that may include, for example, a media drive and a removable storage interface. The media drive may include a drive or other mechanism for supporting fixed or removable storage media, such as a hard disk drive, a flexible disk drive, a magnetic tape drive, an optical disk drive, a compact disc (CD) or digital video drive (DVD), read or write (R or RW) drive, or other removable or fixed media drive. Storage media may include, for example, a hard disk, a floppy disk, a magnetic tape, an optical disk, CD or DVD, or other fixed or removable media that is read by and written to the media drive. The storage medium may include a computer-readable storage medium that has computer software or particular data stored thereon.

[0038] Em modalidades alternativas, um sistema de armazenamento de informação pode incluir outros componentes similares para permitir que programas de computador ou outras instruções ou dados sejam carregados no sistema de computação. Tais componentes podem incluir, por exemplo, uma unidade de armazenamento e uma interface removíveis, tais como um cartucho de programa e uma interface de cartucho, uma memória removível (por exemplo, uma memória flash ou outro módulo de memória removível) e slot de memória, e outras unidades e interfaces de armazenamento removíveis que permitem que software e dados sejam transferidos da unidade de armazenamento removível para o sistema de computação.[0038] In alternative embodiments, an information storage system may include other similar components to allow computer programs or other instructions or data to be loaded into the computing system. Such components may include, for example, a removable storage unit and interface, such as a program cartridge and cartridge interface, a removable memory (e.g., a flash memory or other removable memory module), and a memory slot. , and other removable storage drives and interfaces that allow software and data to be transferred from the removable storage drive to the computing system.

[0039] O sistema de computação também pode incluir uma interface de comunicações. Uma interface de comunicações como esta pode ser usada para permitir que software e dados sejam transferidos entre um sistema de computação e dispositivos externos. Os exemplos das interfaces de comunicações podem incluir um modem, uma interface de rede (tais como uma placa Ethernet ou outra placa NIC), uma porta de comunicações (tal como, por exemplo, uma porta do barramento serial universal (USB)), um slot e cartão PCMCIA, etc. O software e os dados transferidos por meio de uma interface de comunicações são na forma de sinais que pode ser eletrônicos, eletromagnéticos e ópticos, ou ainda outros sinais capazes de ser recebidos por uma mídia da interface de comunicações.[0039] The computing system may also include a communications interface. A communications interface like this can be used to allow software and data to be transferred between a computing system and external devices. Examples of communications interfaces may include a modem, a network interface (such as an Ethernet card or other NIC card), a communications port (such as, for example, a universal serial bus (USB) port), a slot and PCMCIA card, etc. Software and data transferred through a communications interface are in the form of signals that may be electronic, electromagnetic and optical, or other signals capable of being received by a communications interface medium.

[0040] Neste documento, os termos ‘produto de programa de computador’, ‘mídia legível por computador’ e congêneres podem ser usados, no geral, para se referir a mídia tangível, tais como, por exemplo, uma memória, um dispositivo de armazenamento ou uma unidade de armazenamento. Estas e ainda outras formas de mídia legível por computador podem armazenar uma ou mais instruções para uso pelo processador que compreendem o sistema de computador fazer com que o processador realize as operações especificadas. Tais instruções, no geral referidas como ‘código de programa de computador’ (que pode ser agrupado na forma de programas de computador ou ainda outros agrupamentos), quando executadas, habilitam que o sistema de computação realize as funções de modalidades da presente invenção. Note que o código pode fazer diretamente com que um processador realize as operações especificadas, seja compilado para fazê-lo e/ou seja combinado com outros elementos de software, hardware, e/ou software embarcado (por exemplo, bibliotecas para realizar funções padrões) para fazê- lo.[0040] In this document, the terms 'computer program product', 'computer readable media' and the like may be used, in general, to refer to tangible media, such as, for example, a memory, a storage device, storage or a storage unit. These and still other forms of computer-readable media may store one or more instructions for use by the processor that comprise the computer system causing the processor to perform specified operations. Such instructions, generally referred to as 'computer program code' (which can be grouped in the form of computer programs or other groupings), when executed, enable the computing system to perform the functions of embodiments of the present invention. Note that code may directly cause a processor to perform specified operations, be compiled to do so, and/or be combined with other software elements, hardware, and/or embedded software (e.g., libraries to perform standard functions) to do it.

[0041] Em uma modalidade em que os elementos são implementados usando o software, o software pode ser armazenado em uma mídia legível por computador e carregado no sistema de computação usando, por exemplo, a unidade de armazenamento removível. Um módulo de controle (neste exemplo, as instruções de software ou o código de programa de computador executável), quando executado pelo processador no sistema de computador, faz com que um processador realize as funções da invenção, da forma aqui descrita.[0041] In an embodiment in which the elements are implemented using software, the software may be stored on a computer-readable medium and loaded into the computing system using, for example, the removable storage unit. A control module (in this example, software instructions or executable computer program code), when executed by the processor in the computer system, causes a processor to perform the functions of the invention in the manner described herein.

[0042] Além do mais, o conceito inventivo pode ser aplicado em qualquer circuito para realizar a funcionalidade de processamento de sinal em um elemento de rede. É adicionalmente concebido que, por exemplo, um fabricante de semicondutor possa empregar o conceito inventivo em um desenho de um dispositivo independente, tais como um microcontrolador de um processador de sinal digital (DSP), ou circuito integrado específico de aplicação (ASIC) e/ou qualquer outro elemento de subsistema.[0042] Furthermore, the inventive concept can be applied to any circuit to realize signal processing functionality in a network element. It is further envisaged that, for example, a semiconductor manufacturer may employ the inventive concept in a design of an independent device, such as a digital signal processor (DSP) microcontroller, or application-specific integrated circuit (ASIC) and/or or any other subsystem element.

[0043] Será percebido que, com propósitos de clareza, a descrição exposta tem as modalidades descritas da invenção em relação a uma única lógica de processamento. Entretanto, o conceito inventivo pode ser igualmente implementado por meio de uma pluralidade de diferentes unidades funcionais e processadores para prover a funcionalidade de processamento de sinal. Assim, as referências a unidades funcionais específicas devem ser vistas apenas como referências ao meio adequado para prover a funcionalidade descrita, em vez de indicativas de uma lógica estrita ou uma estrutura física ou uma organização.[0043] It will be understood that, for the purposes of clarity, the described description has the described embodiments of the invention in relation to a single processing logic. However, the inventive concept can also be implemented by means of a plurality of different functional units and processors to provide signal processing functionality. Thus, references to specific functional units should be viewed only as references to the appropriate means for providing the functionality described, rather than indicative of a strict logical or physical structure or organization.

[0044] Os aspectos da invenção podem ser implementados em qualquer forma adequada, incluindo hardware, software, software embarcado ou qualquer combinação dos mesmos. A invenção pode ser opcionalmente implementada, pelo menos parcialmente, como software de computador em execução em um ou mais processadores de dados e/ou processadores de sinal digital ou componentes de módulo configuráveis, tais como dispositivos FPGA. Assim, os elementos e os componentes de uma modalidade da invenção podem ser fisicamente, funcionalmente e logicamente implementados de qualquer maneira adequada. De fato, a funcionalidade pode ser implementada em uma única unidade, em uma pluralidade de unidades ou como parte de outra unidade funcional.[0044] Aspects of the invention may be implemented in any suitable form, including hardware, software, embedded software or any combination thereof. The invention may optionally be implemented, at least partially, as computer software running on one or more data processors and/or digital signal processors or configurable module components, such as FPGA devices. Thus, the elements and components of an embodiment of the invention can be physically, functionally and logically implemented in any suitable manner. In fact, functionality can be implemented in a single unit, in a plurality of units, or as part of another functional unit.

[0045] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com algumas modalidades, não pretende-se que ela seja limitada à forma específica aqui apresentada. Em vez disto, o escopo da presente invenção é limitado apenas pelas reivindicações anexas. Adicionalmente, embora um recurso possa aparecer descrito em conexão com as modalidades em particular, versados na técnica percebem que vários recursos das modalidades descritas podem ser combinados de acordo com a invenção. Nas reivindicações, o termo ‘compreendendo’ não exclui a presença de outros elementos ou etapas.[0045] Although the present invention has been described in connection with some embodiments, it is not intended to be limited to the specific form presented here. Instead, the scope of the present invention is limited only by the appended claims. Additionally, although a feature may appear described in connection with particular embodiments, those skilled in the art realize that various features of the described embodiments may be combined in accordance with the invention. In the claims, the term 'comprising' does not exclude the presence of other elements or steps.

[0046] Além do mais, embora individualmente listados, uma pluralidade de meios, elementos ou etapas do método pode ser implementada, por exemplo, por uma única unidade ou processador. Adicionalmente, embora os recursos individuais possam ser incluídos em diferentes reivindicações, estes podem, possivelmente, ser vantajosamente combinados, e a inclusão em diferentes reivindicações não implica que uma combinação de recursos não é factível e/ou vantajosa. Também, a inclusão de um recurso em uma categoria de acordo com as reivindicações não implica uma limitação a esta categoria, mas, em vez disto, indica que o recurso é igualmente aplicável a outras categorias de reivindicação, conforme apropriado.[0046] Furthermore, although individually listed, a plurality of means, elements or steps of the method may be implemented, for example, by a single unit or processor. Additionally, although individual features may be included in different claims, they may possibly be advantageously combined, and inclusion in different claims does not imply that a combination of features is not feasible and/or advantageous. Also, the inclusion of a feature in a claims category does not imply a limitation to that category, but instead indicates that the feature is equally applicable to other claim categories, as appropriate.

[0047] Além do mais, a ordem de recursos nas reivindicações não implica nenhuma ordem específica na qual os recursos devem ser realizados e, em particular, a ordem de etapas individuais em uma reivindicação do método não implica que as etapas devem ser realizadas nesta ordem. Em vez disto, as etapas podem ser realizadas em qualquer ordem adequada. Além do mais, as referências no singular não excluem uma pluralidade. Assim, as referências a ‘um’, ‘uma’, ‘primeiro’, ‘segundo’, etc. não impedem uma pluralidade. Nas reivindicações, os termos ‘compreendendo’ ou “incluindo” não excluem a presença de outros elementos.[0047] Furthermore, the order of features in the claims does not imply any specific order in which the features are to be performed and, in particular, the order of individual steps in a method claim does not imply that the steps are to be performed in that order. . Instead, the steps can be performed in any suitable order. Furthermore, references in the singular do not exclude a plurality. Thus, references to ‘one’, ‘an’, ‘first’, ‘second’, etc. do not prevent a plurality. In the claims, the terms ‘comprising’ or “including” do not exclude the presence of other elements.

Claims (11)

1. Sistema de controle para controlar primeiro e segundo manches de controle manualmente operados, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende: um primeiro arranjo de circuito para receber sinais de força representativos de uma força aplicada em cada manche de controle resultante a partir de um movimento lado a lado de um manche de controle e arranjado para detectar se a dita força aplicada é em uma direção para dentro na direção do operador ou uma direção para fora para longe do operador e para aplicar um fator de ganho em cada sinal de força recebido para produzir sinais de força fatorados, em que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é maior do que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro; e um segundo circuito arranjado para somar os sinais de força fatorados para produzir um sinal de força modificado para uso em um sistema de controle de realimentação de força associado com cada manche de controle, o sistema de controle inclui primeiro e segundo sistemas de controle de realimentação de força associados, respectivamente, com o primeiro e o segundo manches de controle e arranjados para receber o sinal de força modificado e em que cada um dos ditos primeiro e segundo sistemas de controle de realimentação de força é configurado como um sistema de massa mola amortecedor (MSD) de segunda ordem que inclui, respectivamente, primeiro e segundo circuitos de ganho de força em gradiente que contêm mapeamentos independentes de características de força-deslocamento.1. Control system for controlling manually operated first and second control sticks, characterized in that the control system comprises: a first circuit arrangement for receiving force signals representative of a force applied to each control stick resulting from of a side-to-side movement of a control stick and arranged to detect whether said applied force is in an inward direction toward the operator or an outward direction away from the operator and to apply a gain factor to each control signal. received force to produce factored force signals, wherein the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an outward direction is greater than the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an inward direction; and a second circuit arranged to sum the factored force signals to produce a modified force signal for use in a force feedback control system associated with each control stick, the control system including first and second feedback control systems. of force associated, respectively, with the first and second control sticks and arranged to receive the modified force signal and wherein each of said first and second force feedback control systems is configured as a mass spring damper system (MSD) that includes, respectively, first and second gradient force gain circuits that contain independent mappings of force-displacement characteristics. 2. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é maior do que 1 e o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro é igual a 1.2. The control system of claim 1, wherein the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an outward direction is greater than 1 and the gain factor applied in a received force signal representative of a force applied in an inward direction is equal to 1. 3. Sistema de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é igual a 1 e o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro é menor do que 1.3. Control system according to claim 1, characterized by the fact that the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied in an outward direction is equal to 1 and the gain factor applied in a received force signal representative of a force applied in an inward direction is less than 1. 4. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que uma razão do fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no primeiro manche em uma direção para fora pelo fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no primeiro manche em uma direção para dentro tem o mesmo valor de uma razão do fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no segundo manche em uma direção para fora pelo fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada no segundo manche em uma direção para dentro.4. Control system according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that a ratio of the gain factor applied on a received force signal representative of a force applied on the first stick in an outward direction to the gain factor Gain applied on a received force signal representative of a force applied to the first stick in an inward direction has the same value as a ratio of the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied to the second stick in an inward direction. outward by the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied to the second stick in an inward direction. 5. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo circuitos de ganho de força em gradiente contém mapeamentos idênticos de características de força-deslocamento.5. Control system according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the first and second gradient force gain circuits contain identical mappings of force-displacement characteristics. 6. Sistema de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo circuitos de ganho de força em gradiente contém mapeamentos diferentes de características de força-deslocamento.6. Control system according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the first and second gradient force gain circuits contain different mappings of force-displacement characteristics. 7. Sistema inceptor (100) para uma aeronave (102), caracterizado pelo fato de que inclui primeiro e segundo manches de controle ligados eletronicamente e o sistema de controle como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.7. Inceptor system (100) for an aircraft (102), characterized in that it includes electronically linked first and second control sticks and the control system as defined in any one of claims 1 to 6. 8. Aeronave (102), caracterizada pelo fato de que inclui o sistema inceptor (100) como definido na reivindicação 7.8. Aircraft (102), characterized by the fact that it includes the inceptor system (100) as defined in claim 7. 9. Método para controlar primeiro e segundo manches de controle manualmente operados, caracterizado pelo fato de que o método inclui: receber sinais de força representativos de uma força aplicada em cada manche de controle resultante a partir de um movimento lado a lado de um manche de controle; detectar se a dita força aplicada é em uma direção para dentro na direção do operador ou uma direção para fora para longe do operador; aplicar um fator de ganho em cada sinal de força recebido para produzir os sinais de força fatorados em que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para fora é maior do que o fator de ganho aplicado em um sinal de força recebido representativo de uma força aplicada em uma direção para dentro; e somar os sinais de força fatorados para produzir um sinal de força modificado para uso em um sistema de controle de realimentação de força associado com cada manche de controle.9. Method for controlling first and second manually operated control sticks, characterized in that the method includes: receiving force signals representative of a force applied to each control stick resulting from a side-to-side movement of a control stick control; detecting whether said applied force is in an inward direction toward the operator or an outward direction away from the operator; applying a gain factor to each received force signal to produce factored force signals in which the gain factor applied to a received force signal representative of a force applied in an outward direction is greater than the applied gain factor in a received force signal representative of a force applied in an inward direction; and summing the factored force signals to produce a modified force signal for use in a force feedback control system associated with each control stick. 10. Mídia de armazenamento legível por computador, caracterizada pelo fato de que tem, armazenada em si, instruções que, quando executadas por um processador, fazem com que o processador realize o método como definido na reivindicação 9.10. Computer-readable storage media, characterized in that it has, stored within it, instructions that, when executed by a processor, cause the processor to perform the method as defined in claim 9. 11. Mídia de armazenamento legível por computador, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos um de um grupo que consiste em: um disco rígido, um CD-ROM, um dispositivo de armazenamento óptico, um dispositivo de armazenamento magnético, uma Memória Somente de Leitura, uma Memória Somente de Leitura Programável, uma Memória Somente de Leitura Programável Apagável, uma Memória Somente de Leitura Programável Eletricamente Apagável e uma Memória FLASH.11. Computer-readable storage media according to claim 10, characterized in that it comprises at least one of a group consisting of: a hard disk, a CD-ROM, an optical storage device, a magnetic storage, a Read Only Memory, a Programmable Read Only Memory, an Erasable Programmable Read Only Memory, an Electrically Erasable Programmable Read Only Memory, and a FLASH Memory.