CN111731470A - 旋翼飞行器及其操作方法、以及飞行控制计算机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋翼飞行器及其操作方法、以及飞行控制计算机。旋翼飞行器包括：飞行员控制装置，其具有生成飞行员控制装置位置数据的传感器；飞行控制装置，其控制旋翼飞行器的飞行特性；配平***，其连接至飞行员控制装置并且被配置成移动飞行员控制装置；以及飞行控制计算机(FCC)，其被配置成从传感器接收飞行员控制装置位置数据。FCC执行第一飞行控制过程并且根据第一飞行控制命令生成指示飞行员控制装置的目标位置的配平信号并且将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置以反映飞行控制装置的位置，并且监测配平***的工作状态并且响应于确定配平***已经出现故障而执行重新配平过程。

Description

旋翼飞行器及其操作方法、以及飞行控制计算机

技术领域

本发明总体上涉及用于旋翼飞行器中的自动飞行控制故障检测的***和方法，并且在特定实施方式中，涉及用于确定并向飞行员通知针对飞行员控制装置的自动配平驾驶***的故障的***和方法、以及用于监测飞行器驾驶员控制装置位置并提供重新配平提示的***和方法。

背景技术

旋翼飞行器可以包括具有一个或更多个主旋翼***的一个或更多个旋翼***。主旋翼***产生气动升力以支撑飞行中的旋翼飞行器的重量，并且产生推力以在向前飞行时移动旋翼飞行器。旋翼飞行器旋翼***的另一示例是尾旋翼***。尾旋翼***可以在与主旋翼***的旋转方向相同的方向上产生推力，以对抗由主旋翼***产生的扭矩效应。为了旋翼飞行器平稳且有效地飞行，飞行员平衡发动机动力、主旋翼总距推力、主旋翼周期距推力和尾旋翼推力，并且控制***可以辅助飞行员稳定旋翼飞行器并且减少飞行员工作负担。

发明内容

一种实施方式的旋翼飞行器包括：飞行员控制装置，其具有被配置成生成指示飞行员控制装置位置的飞行员控制装置位置数据的传感器；飞行控制装置，其被配置成控制旋翼飞行器的飞行特性；配平***，其连接至飞行员控制装置并且被配置成移动飞行员控制装置；以及飞行控制计算机(FCC)，其被配置成从传感器接收飞行员控制装置位置数据。FCC被配置成执行第一飞行控制过程，并且第一飞行控制过程包括生成第一飞行控制命令并将第一飞行控制命令发送至飞行控制装置以使旋翼飞行器根据第一飞行控制过程进行操作。FCC还被配置成根据第一飞行控制命令生成指示飞行员控制装置的目标位置的配平信号，并且将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置以反映飞行控制装置的位置，并且监测配平***的工作状态并响应于确定配平***已经出现故障而执行重新配平过程。

实施方式的飞行控制计算机(FCC)包括处理器和存储要由处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质。该程序包括用于以下操作的指令：从旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器接收飞行员控制装置位置数据，该飞行员控制装置位置数据指示与飞行员控制装置传感器相关联的飞行员控制装置的飞行员控制装置位置；通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来提供第一飞行控制过程并且通过将第一飞行控制命令发送至旋翼飞行器的飞行控制装置来根据第一飞行控制过程操作旋翼飞行器；根据第一飞行控制命令生成指示与飞行控制装置的位置相关联的飞行员控制装置的目标位置的配平信号；将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置；根据飞行员控制装置的目标位置确定配平***的操作状态；以及响应于确定配平***的操作状态指示配平***已经出现故障而提供重新配平过程。

实施方式的操作旋翼飞行器的方法包括：由飞行控制计算机(FCC)从旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器接收飞行员控制装置位置数据，飞行员控制装置位置数据指示与飞行员控制装置传感器相关联的飞行员控制装置的飞行员控制装置位置；由FCC通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来提供所述第一飞行控制过程并且通过将第一飞行控制命令发送至旋翼飞行器的飞行控制装置来根据第一飞行控制过程操作旋翼飞行器；由FCC根据第一飞行控制命令生成指示与飞行控制装置的位置相关联的飞行员控制装置的目标位置的配平信号；由FCC将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置；由FCC根据飞行员控制装置的目标位置确定配平***的操作状态；以及由FCC响应于确定配平***的操作状态指示配平***已经出现故障而提供重新配平过程。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参照以下结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出了根据一些实施方式的旋翼飞行器；

图2示出了根据一些实施方式的用于旋翼飞行器的电传飞行控制***；

图3代表性地示出了根据一些实施方式的三环路飞行控制***；

图4是示出根据一些实施方式的用于控制旋翼飞行器的***的图；

图5是示出根据一些实施方式的具有积分器的配平监测***的图；

图6是示出根据一些实施方式的用于提供重新配平提示并且卸载积分器的方法的流程图；以及

图7示出了实施方式的计算机***。

具体实施方式

下面描述本公开内容的***和方法的说明性实施方式。为清楚起见，在本说明书中可能没有描述实际实现方式的所有特征。当然，将要理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，可以做出许多特定于实现方式的决策以实现开发者的特定目标，例如符合***相关和商业相关的约束，这将随实现方式的不同而不同。此外，应该理解，这样的开发努力可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员而言仍然是日常任务。

在本文中，当在附图中对设备进行描绘时，可以参考各个部件之间的空间关系以及部件的各个方面的空间取向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本公开内容之后将会认识到的，本文所描述的设备、构件、装置等可以以任何期望的取向来定位。因此，由于本文中描述的设备可以以任何期望的方向定向，因此使用诸如“在......上方”、“在......下方”、“上”、“下”的术语或其他类似术语来描述各个部件之间的空间关系或描述这样的部件的各方面的空间取向应当分别被理解成描述部件之间的相对关系或这样的部件的各方面的空间取向。

越来越多地使用旋翼飞行器，特别是用于商业应用和工业应用，导致了更大更复杂的旋翼飞行器的发展。然而，随着旋翼飞行器变得越来越大且越来越复杂，飞行旋翼飞行器与固定翼飞行器之间的差异也越来越明显。由于旋翼飞行器使用一个或更多个主旋翼来同时提供升力、控制姿态、控制海拔高度并且提供横向或位置移动，因此不同的飞行参数和控制装置彼此紧密地耦合，这是因为主旋翼的空气动力特性影响每个控制装置和运动轴。例如，旋翼飞行器在巡航速度或高速下的飞行特性可能与在悬停时或相对较低速度下的飞行特性显著不同。另外，对于主旋翼上的不同轴的不同飞行控制输入，例如周期距(cyclic)输入或总距(collective)输入，影响旋翼飞行器的其他飞行控制装置或飞行特性。例如，使旋翼飞行器的机头向前俯仰来增加前进速度将通常导致旋翼飞行器海拔高度降低。在这种情况下，可以增加总距来保持水平飞行，但是总距的增加需要在主旋翼处的动力增加，这又需要来自尾旋翼的额外的反扭矩力。这与固定翼***形成对比，在固定翼***中，控制输入不太彼此密切关联并且不同速度体制下的飞行特性彼此比较密切相关。

近来，在旋翼飞行器中引入了电传飞行(fly-by-wire，FBW)***，以在稳定地驾驶旋翼飞行器方面辅助飞行员并且减轻飞行员的工作负担。FBW***在不同飞行体制下可以针对周期距控制输入、踏板控制输入或总距控制输入来提供不同的控制特性或响应，并且可以通过将物理飞行特性解耦来提供稳定性辅助或增强，使得飞行员免于需要对发给旋翼飞行器的一些飞行命令进行补偿。FBW***可以在设置在飞行员控制装置与飞行控制***之间的一个或更多个飞行控制计算机(FCC)中实现，从而向飞行控制装置提供校正，这帮助更有效地操作旋翼飞行器或使旋翼飞行器进入稳定飞行模式同时仍允许飞行员重写(override)FBW控制输入。例如，旋翼飞行器中的FBW***可以自动地调整发动机输出的动力以匹配总距控制输入、在周期距控制输入期间应用总距或动力校正、提供一个或更多个飞行程序的自动化、提供默认或建议的控制定位等。

用于旋翼飞行器的FBW***必须针对FBW控制的飞行参数提供稳定的飞行特性，同时允许飞行员重写或加工由FBW***建议的任何建议飞行参数。另外，在为旋翼飞行器飞行提供增强的控制和自动化功能时，FBW必须保持直观且易于飞行员使用飞行控制***。因此，FBW***调整飞行员飞行控制装置，以使得控制装置处于与相关飞行参数相关联的位置。例如，FBW***可以调整总距杆以提供建议的或FBW控制的飞行参数，其中所述飞行参数反映总距或动力设置。因此，当飞行员释放总距杆并且FBW提供总距控制命令时，总距杆被与实际动力或总距设置有关地直观定位，以使得当飞行员抓住总距杆以取回控制时，该控制杆被定位在飞行员所预计的杆针对主旋翼的实际总距设置被定位的位置处。类似地，FBW***使用周期距杆来例如调整飞行路径的湍流、漂移或其他干扰，并且可以在FBW***补偿周期距控制时移动周期距杆。因此，当飞行员抓住周期距杆以从FBW***取得对飞行的控制时，周期距杆被定位为反映实际的周期距设置。

本文描述的***和方法的实施方式涉及用于确定FBW***的自动配平***何时没有按预期进行响应并且通知飞行员释放配平***或者以其他方式调整自动飞行控制***的***和方法。在FBW***中，飞行员控制装置与飞行控制装置物理断开，并且响应于根据指示飞行员控制装置的位置的传感器信号生成的命令而由FBW***进行管理。在一些实施方式中，在自动飞行控制过程管理旋翼飞行器的飞行特性的情况下，FBW***可以使用配平马达来驱动飞行员控制装置，使得飞行员控制装置位置的位置反映与飞行员控制装置相关联的飞行控制装置的位置。因此，在FBW***自动地控制旋翼飞行器的飞行特性的情况下，例如，在飞行员释放控制杆或飞行员控制装置的手动控制的情况下，飞行员控制装置处于飞行员期望的位置，并反映实际飞行控制装置的实际位置。然而，在驱动飞行员控制装置的***出现故障的情况下，无论是通过设备故障、控制***达到移动限制、联动故障、控制软件过载等，在一些实施方式中，FBW***都可以警告飞行员控制杆位置未反映飞行控制装置位置。在一些实施方式中，这允许飞行员使FBW***释放飞行控制装置的自动控制或终止自动飞行控制过程的控制。在其他实施方式中，在检测到故障或其他错误的情况下，FBW***可以自动终止或以其他方式停止自动飞行控制***对飞行器的控制。

在一些实施方式中，FBW***可以使用积分器来确定飞行员控制装置的实际位置与飞行员控制装置和相关联的飞行控制装置的意图位置或预期位置的目标位置之间的差、误差或增量。例如，空速积分器可以确定实际空速与期望空速之间的不同，而姿态保持控制器可以包括确定期望滚转姿态与实际滚转姿态之间的差的滚转积分器。FBW***可以使用该积分器作为反馈或增益元件，积分器中保持的值可以例如指示实际飞行参数与期望的飞行参数或期望的飞行参数相关联的控制输入之间的差，并且可以用作反馈值以确定飞行控制命令的幅值。FBW***可以监测积分器的值或者与飞行控制位置相关的飞行员控制装置的实际位置，以确定驱动飞行员控制装置的配平***是否已按照命令移动了飞行员控制装置。如果FBW***确定飞行员控制装置没有按预期自动移动，则FBW***可以确定配平***已出现故障，并且在FBW***确定配平***没有进行响应的情况下，FBW***可以释放或终止飞行控制装置的自动控制。在一些实施方式中，FBW***可以向飞行员警告配平***故障，使得飞行员可以控制适当的飞行员控制装置并且可以响应于飞行员例如通过激活强制配平释放(FTR)按钮来释放配平功能而终止飞行控制装置的自动控制。因此，飞行控制装置可以返回至准确反映飞行员控制装置定位的位置，或者飞行员可以被警告飞行控制装置位置与飞行员控制装置位置的差。

图1示出了根据一些实施方式的旋翼飞行器101。旋翼飞行器101具有主旋翼***103，该主旋翼***103包括多个主旋翼桨叶105。每个主旋翼桨叶105的俯仰可以由斜盘107控制，以选择性地控制旋翼飞行器101的姿态、海拔高度和运动。可以使用斜盘107来集体地和/或周期地改变主旋翼桨叶105的俯仰(pitch)。旋翼飞行器101还具有反扭矩***，该反扭矩***可以包括尾旋翼109、无尾旋翼(NOTAR)或双主旋翼***。在具有尾旋翼109的旋翼飞行器中，每个尾旋翼桨叶111的俯仰被集体地改变，以改变反扭矩***的推力，从而提供对旋翼飞行器101的方向控制。尾旋翼桨叶111的俯仰由一个或更多个尾旋翼致动器改变。在一些实施方式中，FBW***201向尾旋翼致动器或主旋翼致动器发送电信号以控制旋翼飞行器的飞行。

由发动机115向主旋翼***103和反扭矩***提供动力。可以存在一个或更多个发动机115，所述一个或更多个发动机115可以根据来自FBW***201的信号来被控制。发动机115的输出被提供至驱动轴117，该驱动轴117分别通过主旋翼传动装置119和尾旋翼传动装置机械地且可操作地耦接至旋翼***103和反扭矩***。

旋翼飞行器101还包括机身125和尾部123。尾部123可以具有用于控制或稳定旋翼飞行器101的飞行的其他飞行控制设备，例如水平或垂直稳定器、舵、升降舵或其他控制装置或稳定面。机身125包括驾驶舱127，驾驶舱127包括显示器、控制装置和仪表。应该理解，虽然旋翼飞行器101被描绘为具有某些示出的特征，但是旋翼飞行器101还可以具有各种特定于实现方式的构造。例如，在一些实施方式中，如所示出的，驾驶舱127被构造成容纳飞行员或者飞行员和副飞行员。然而，还设想，可以远程操作旋翼飞行器101，在这种情况下，驾驶舱127可以被配置成全功能驾驶舱以容纳飞行员(并且可能还有副飞行员)以提供更大的使用灵活性，或者可以被构造成具有有限功能的驾驶舱(例如，仅容纳一个人的驾驶舱，这一个人将作为进行操作的飞行员，但也许还具有远程副飞行员，或者这一个人将用作副飞行员或后备飞行员，同时远程执行主驾驶功能)。在其他设想的实施方式中，旋翼飞行器101可以被构造为无人交通工具，在这种情况下，可以完全取消驾驶舱127以节省空间和成本。

图2示出了根据一些实施方式的用于旋翼飞行器的电传飞行控制***201。飞行员可以操纵一个或更多个飞行员飞行控制装置以控制旋翼飞行器的飞行。飞行员飞行控制装置可以包括人工控制装置，例如周期距控制组件217中的周期距杆231、总距控制组件219中的总距杆233以及踏板控制组件221中的踏板239。由飞行员向飞行员飞行控制装置提供的输入可以通过飞行控制***201以机械方式和/或电子方式(例如，经由FBW飞行控制***)发送至飞行控制设备。飞行控制设备可以表示能够进行操作以改变旋翼飞行器的飞行特性的设备。作为示例，旋翼飞行器上的飞行控制设备可以包括能够进行操作以改变主旋翼桨叶105和尾旋翼桨叶111的位置或迎角或者改变发动机115的动力输出的机械和/或电气***。飞行控制设备包括诸如斜盘107、尾旋翼致动器(未示出)的***以及能够进行操作以控制发动机115的***。飞行控制***201可以独立于机组人员来调整飞行控制设备，以使旋翼飞行器稳定、减少机组人员的工作负担等。飞行控制***201包括集体地调整飞行控制设备的发动机控制计算机(ECCU)203、飞行控制计算机(FCC)205以及飞行器传感器207。

飞行控制***201具有一个或更多个FCC 205。在一些实施方式中，提供多个FCC205以用于冗余。FCC 205内的一个或更多个模块可以部分地或全部地体现为用于执行本文描述的任何功能的软件和/或硬件。在飞行控制***201是FBW飞行控制***的实施方式中，FCC 205可以分析飞行员输入并且向ECCU 203、尾旋翼致动器109的致动器和/或用于斜盘107的致动器派遣相应的命令。此外，FCC 205被配置成通过与飞行员飞行控制装置中的每个飞行员飞行控制装置相关联的传感器来接收来自飞行员控制装置的输入命令。通过测量飞行员控制装置的位置来接收输入命令。FCC 205还控制至飞行员控制装置的触觉提示，或者在例如仪表板241上的仪表中显示信息。

ECCU 203控制发动机115。例如，ECCU 203可以改变发动机115的输出动力以控制主旋翼桨叶或尾旋翼桨叶的旋转速度。ECCU 203可以根据来自FCC 205的命令来控制发动机115的输出动力，或者可以基于反馈例如测量的主旋翼桨叶的每分钟转数(RPM)来控制发动机115的输出动力。

飞行器传感器207与FCC 205进行通信。飞行器传感器207可以包括用于测量各种旋翼飞行器***、飞行参数、环境状况等的传感器。例如，飞行器传感器207可以包括：用于确定哪些(如果有的话)轮子与地面接触的传感器，或者用于测量空速、海拔高度、姿态、位置、取向、温度、空速、垂直速度等的传感器。其他传感器207可以包括依赖于源自旋翼飞行器外部的数据或信号的传感器，例如全球定位***(GPS)传感器、VHF全向范围传感器、仪表着陆***(ILS)等。

周期距控制组件217连接至周期距配平组件229，周期距配平组件229具有一个或更多个周期距位置传感器211、一个或更多个周期距止动传感器235以及一个或更多个周期距致动器或周期距配平马达209。周期距位置传感器211测量周期距杆231的位置。在一些实施方式中，周期距杆231是沿两个轴移动并且允许飞行员控制俯仰和滚转的单个控制杆，俯仰是旋翼飞行器的机头的垂直角度(vertical angle)，滚转是旋翼飞行器的左右摆动(side-to-side)角度。在一些实施方式中，周期距控制组件217具有分开测量滚转和俯仰的分开的周期距位置传感器211。用于检测滚转和俯仰的周期距位置传感器211分别生成滚转信号和俯仰信号(有时分别被称为周期距经度信号和周期距纬度信号)，滚转信号和俯仰信号被发送至FCC 205，FCC 205控制斜盘107、发动机115、尾旋翼109或相关的飞行控制设备。

周期距配平马达209连接至FCC 205，并且从FCC 205接收信号以移动周期距杆231。在一些实施方式中，FCC 205根据以下中的一个或更多个或者根据由飞行员选择的预定功能来确定针对周期距杆231的建议周期距杆位置：总距杆位置、踏板位置、旋翼飞行器的速度、海拔高度和姿态、发动机RPM、发动机温度、主旋翼RPM、发动机扭矩或者其他旋翼飞行器***状况或飞行状况。建议周期距杆位置是由FCC 205确定以产生期望的周期距动作的位置。在一些实施方式中，FCC 205向周期距配平马达209发送指示建议周期距杆位置的建议周期距杆位置信号。虽然FCC 205可以命令周期距配平马达209移动将周期距杆231移动至特定位置(这又将相应地驱动与斜盘107相关联的致动器)，但是周期距位置传感器211检测由周期距配平马达206设置的或由飞行员输入的周期距杆231的实际位置，从而允许飞行员重写建议周期距杆位置。周期距配平马达209连接至周期距杆231，使得在配平马达正在驱动周期距杆231的同时飞行员可以移动周期距杆231，以重写建议周期距杆位置。因此，在一些实施方式中，FCC 205从周期距位置传感器211接收指示实际周期距杆位置的信号，并且不依赖于建议周期距杆位置来命令斜盘107。

类似于周期距控制组件217，总距控制组件219连接至总距配平组件225，总距配平组件225具有一个或更多个总距位置传感器215、一个或更多个总距止动传感器237以及一个或更多个总距致动器或总距配平马达213。总距位置传感器215测量总距控制组件219中的总距杆233的位置。在一些实施方式中，总距杆233是沿着单个轴移动或者具有杠杆式动作的单个控制杆。总距位置传感器215检测总距杆233的位置，并且将总距位置信号发送至FCC 205，FCC 205根据总距位置信号来控制发动机115、斜盘致动动器或相关的飞行控制设备，以控制旋翼飞行器的垂直运动。在一些实施方式中，FCC 205可以向ECCU 203发送动力命令信号并且向主旋翼致动器或斜盘致动器发送总距命令信号，使得主桨叶的迎角集体升高或降低，并且发动机动力被设置为提供所需的动力以保持主旋翼RPM基本上恒定。

总距配平马达213连接至FCC 205，并且从FCC 205接收信号以移动总距杆233。类似于对建议周期距杆位置的确定，在一些实施方式中，FCC 205根据以下中的一个或更多个或者根据由飞行员选择的预定功能来确定对总距杆233的建议总距杆位置：周期距杆位置、踏板位置、旋翼飞行器的速度、海拔高度和姿态、发动机RPM、发动机温度、主旋翼RPM、发动机扭矩或者其他旋翼飞行器***状况或飞行状况。FCC 205生成建议总距杆位置，并且将相应的建议总距杆信号发送至总距配平马达213，以将总距杆233移动至特定位置。总距位置传感器215检测由总距配平马达213设置的或由飞行员输入的总距杆233的实际位置，从而允许飞行员重写建议总距杆位置。

踏板控制组件221具有测量踏板控制组件221中的踏板或其他输入元件的位置的一个或更多个踏板传感器227。在一些实施方式中，踏板控制组件221不含配平马达或致动器，并且可以具有在飞行员释放踏板时使踏板居中的机械返回元件。在其他实施方式中，踏板控制组件221具有根据来自FCC 205的信号将踏板驱动至建议踏板位置的一个或更多个配平马达。踏板传感器227检测踏板239的位置并将踏板位置信号发送至FCC 205，FCC 205控制尾旋翼109以使旋翼飞行器偏航或绕垂直轴旋转。

周期距配平马达209和总距配平马达213可以分别将周期距杆231和总距杆233驱动至建议位置。周期距配平马达209和总距配平马达213可以分别将周期距杆231和总距杆233驱动至建议位置，但是该移动能力还可以用于向飞行员提供触觉提示。在飞行员正移动相应杆来指示特定状况的情况下，配平马达209和213可以沿特定方向推动该杆。由于FBW***将该杆与一个或更多个飞行控制设备在机械上断开连接，因此飞行员可能不会感觉到与飞行控制组件机械地连接的杆中所固有的急停、振动或其他触觉提示。在一些实施方式中，FCC 205可以使配平马达209和213抵抗飞行员命令而推动，以使得飞行员感觉到阻力，或者可以命令一个或更多个摩擦设备提供当飞行员移动该杆时感觉到的摩擦力。因此，FCC 205通过在该杆上提供压力和/或摩擦力来控制对杆的感觉。

另外，周期距控制组件217、总距控制组件219和/或踏板控制组件221可以各自具有确定飞行员是否正在操纵特定控制设备的一个或更多个止动传感器。例如，周期距控制组件217可以具有确定飞行员正在握持周期距杆231的周期距止动传感器235，而总距控制组件219具有确定飞行员是否正在握持总距杆233的总距止动传感器237。该周期距止动传感器235和总距止动传感器237检测由飞行员输入引起的相应控制杆的运动和/或位置，而非检测由来自FCC 205的命令、旋翼飞行器振动等引起的运动和/或位置，并且向FCC 205提供指示这样的情况的反馈信号。在FCC 205检测到飞行员已控制住或正在操纵特定控制装置的情况下，FCC 205可以确定杆脱离止动(out-of-detent，OOD)。同样地，在来自止动传感器的信号向FCC 205指示飞行员已释放了特定杆的情况下，FCC可以确定操纵杆处于止动中(in-detent，ID)。FCC 205可以基于特定杆或飞行员控制装置的止动状态来向一个或更多个飞行***提供不同的默认控制命令或自动化命令。

现在转到飞行控制***201的操作方面，图3以高度示意性方式示出了飞行控制***201可以将FBW功能实现为运行某些控制律的一系列相互关联的反馈环路的方式。图3代表性地示出了根据实施方式的三环飞行控制***201。在一些实施方式中，三环飞行控制***201的元件可以至少部分地由FCC 205来实现。然而，如图3中所示，三环路飞行控制***201的部件(301、303、305、307)中的所有部件、一些部件或无部件可以位于旋翼飞行器100外部或远程处，并且通过网络连接309与机载设备通信。

图3的三环路飞行控制***201具有飞行员输入311、外环路313、速率(中)环路315、内环路317、解耦器319以及飞行器装备321(飞行器装备321对应于例如：飞行控制设备，例如倾斜盘107、尾旋翼传动装置121等；驱动飞行控制设备的致动器；传感器，例如飞行器传感器207、位置传感器211、215、止动传感器235、237等；等等)。

在图3的示例中，三环设计将内部稳定性环路和速率反馈环路与外部引导和跟踪环路分开。控制律结构主要将整体稳定任务和减少飞行员工作负荷的相关任务分配给内环路317。接下来，中环路或速率环路315提供速率增强。外环路313关注引导和跟踪任务。由于内环路317和速率环路315提供了大部分的稳定性，因此在外环路层面上需要较少的控制努力。如图3中代表性地示出的，由于对于飞行稳定性而言外环路313的任务不是必需的，因此可以设置开关322以接通和断开外环路飞行增强。

在一些实施方式中，内环路317和速率环路315包括应用于滚转/俯仰/偏航3轴速率陀螺仪和加速度反馈传感器的一组增益和滤波器。内环路317和速率环路315二者都可以独立于各种外环路保持环路模式而保持激活。外环路313可以包括级联的环路层，该级联的环路层包括姿态环路、速度环路、位置环路、垂直速度环路、海拔高度环路以及航向环路。根据一些实施方式，在所示的环路中运行的控制律使得能够解耦以其他方式耦合的飞行特性，这进而可以提供更稳定的飞行特性和减少的飞行员工作负荷。此外，外环路313可以允许某些高级别任务或飞行模式的自动或半自动操作，从而进一步减轻飞行员的工作负荷并使得飞行员能够专注于其他事项，包括观察周围地形。

自动飞行控制过程可以包括增强、控制或校正旋翼飞行器的飞行参数的一个或更多个自动飞行控制过程。在一些实施方式中，FCC可以提供产生如下命令的自动飞行控制过程：所述命令被发送至致动器以移动飞行控制装置，例如斜盘或尾部旋翼。在其他实施方式中，FCC可以增强通过飞行员控制装置提供的飞行员命令，以校正或平滑飞行员命令，例如，以针对阵风、来自其他输入的交叉控制进行校正等。因此，FCC可以生成新命令，或者可以通过将命令校正的幅值添加至来自飞行员控制装置的输入命令来修改接收的命令。

例如，FCC可以提供自动飞行控制过程，例如自动保持环路，其可以包括姿态保持、位置保持、速度保持、垂直速度保持、悬停保持、爬升/下降保持、航向保持或其他自动保持过程中的一个或更多个。FCC还可以提供自动飞行路径过程，例如自动着陆方法、自动绕行方法、自动悬停方法、自动跟踪飞行路径的过程或另一自动飞行路径过程。FCC可以监测旋翼飞行器的状态以提供自动飞行控制过程，并且可以使用外环路313来修改飞行员输入或其他控制信号，或者生成控制信号。

在FCC实施自动飞行控制过程的情况下，FCC可以使用配平组件将飞行员控制装置移动至反映相关联的飞行控制装置的位置的位置。移动飞行员控制装置或操纵杆允许飞行员重新进行手动控制并直观地从飞行员控制装置的位置知道飞行控制装置的位置。FCC可以监测飞行员控制装置的位置以确定配平组件是否按照命令移动了飞行员控制装置，并且在FCC确定飞行员控制装置不在目标或指令位置的情况下，FCC可以确定相关配平组件已经出现故障。响应于FCC确定一个或更多个配平***已经出现故障或者与飞行控制装置脱离同步，FCC可以修改、冻结、保持、关闭或管理一个或更多个保持环路或其他自动飞行控制过程，或者可以通知飞行员手动终止自动飞行控制过程。

在一些实施方式中，在配平组件出现故障的情况下，FCC可以向飞行员提供重新配平提示以向飞行员通知配平组件故障并且使飞行员有机会终止任何相关联的自动飞行控制过程或调整或重新初始化配平元件。在其他实施方式中，在识别出配平组件故障的情况下，FCC可以自动终止自动飞行控制过程。在一些实施方式中，例如在确定配平***已经出现故障的情况下，FCC可以自动地或响应于飞行员命令来关闭或冻结一个或更多个自动飞行控制过程。例如，FCC可以关闭在外环路中实施的所有自动飞行控制过程，或者断开外环路飞行控制过程的输出以防止由飞行控制过程产生的命令被实施。在一些实施方式中，FCC还可以在例如自动飞行控制过程中冻结或卸载积分器。在一些实施方式中，模式或飞行控制过程可能仍在运行，并且命令可以由FCC生成并且可以例如被显示但不被实施。允许飞行控制过程在断开状态下运行会允许飞行控制过程继续接收数据并保持与旋翼飞行器的飞行特性相关的现状，并且避免了在稍后重新连接飞行控制过程时重新初始化或以其他方式建立反馈数据值的需要。

图4是示出根据一些实施方式的用于使用飞行保持元件来控制旋翼飞行器的***401的图。飞行员控制装置413是例如生成相应的俯仰命令和滚转命令的控制元件，例如总距杆和周期距杆。如所示出的，飞行员控制装置413与飞行控制器403进行接口连接。在各种实施方式中，使用FCC或其他处理硬件来实现飞行控制器403。飞行控制器403还与表示旋翼飞行器的各种致动器、传感器和物理本体的飞行器装备321进行接口连接并且控制飞行器装备321。在各种实施方式中，飞行控制器403使用以下三个环路来控制飞行器装备321：例如内环路317、速率反馈环路(参见图3)和状态反馈环路(参见图3)。内环路317使旋翼飞行器的动力学稳定，速率环路控制旋翼飞行器的角速率，并且外环路313向内环路317和/或速率环路提供控制信号以实现旋翼飞行器的期望姿态、速度和位置。在一些实施方式中，外环路313支持并提供飞行增强、自动飞行控制过程或自动驾驶功能，并且可以基于飞行状况和***状况来手动地或自动地禁用外环路313。另一方面，内环路317和速率反馈环路保持操作性以向旋翼飞行器提供稳定性。

为了说明的目的，飞行控制器403被描绘为具有控制由外环路313提供的各种保持的元件。应当理解，飞行控制器403还可以包括影响速率环路和状态反馈***的其他控制器和控制路径。内环路317由内环路控制器来控制或实现，速率环路由可以包括例如俯仰速率控制器和滚转速率控制器的一个或更多个速率控制器404来实现。外环路313由与一个或更多个外环路保持环路控制器411结合来实现的外环路逻辑409进行控制，其中，所述一个或更多个外环路保持环路控制器411例如为位置保持控制器411a、速度保持控制器411b、航向保持控制器411c和姿态保持控制器411d。为清楚起见，外环路313示出为具有保持控制器411，但是可以实现其他控制器来代替保持控制器411或者除了保持控制器411之外还实现其他控制器。例如，外环路313可以实现自动保持环路，例如姿态保持、位置保持、速度保持、垂直速度保持、悬停保持、爬升/下降保持、航向保持或其他自动保持过程，并且还可以实现自动飞行路径过程，例如自动化方法、自动绕行、自动悬停方法、自动跟踪飞行路径的过程或另一自动飞行路径过程，并且还可以实现一个或更多个其他自动飞行增强或飞行控制过程。

内环路317从飞行器装备321的传感器例如旋翼飞行器内的陀螺仪和加速度计接收传感器反馈，并且向飞行器装备321的各种致动器例如斜盘提供控制信号以稳定旋翼飞行器。速率控制器404从飞行器装备321的传感器例如速率陀螺仪接收针对一个或更多个轴的速率反馈，并且在一些操作模式下，基于速率反馈和飞行员控制装置413的位置来提供速率命令信号。解耦器319接收各种速率命令并将所有4个轴(俯仰、横滚、偏航和垂直)解耦，使得例如前进纵向杆输入不需要驾驶员对角地推动杆。外环路313也从飞行器装备321的飞行器传感器接收状态反馈或速率反馈。在一些实施方式中，保持环路控制器411中的一个或更多个从飞行器装备321的传感器接收反馈数据并且从外环路逻辑409接收根据来自飞行员控制装置413的位置信号而生成的控制数据。该反馈可以包括例如速度、位置和姿态，并且控制数据可以包括指示由飞行员做出并且由外环路逻辑409调整或增强的控制输入的信号。

保持环路控制器411生成包含或使用来自内环路317的命令的保持命令——这实质上将内环路317包在更高级别的功能中。保持环路控制器411可以基于反馈数据和控制数据来生成环路保持命令以执行一个或更多个特定保持。在一些实施方式中，保持环路控制器411中的一个或更多个可以独立地起作用，并且在其他实施方式中，保持环路控制器411中的一个或更多个可以与另一外环路保持环路控制器411协同地起作用。例如，位置保持控制器411a可以从飞行器装备321的传感器接收包括位置数据的反馈，并且可以使用反馈数据以及任何控制数据来生成位置保持命令以保持旋翼飞行器的位置。位置数据可以指示：FCC用来确定与目标位置的偏移或偏差的旋翼飞行器的绝对位置；指示从目标位置的位移的位置增量；用于确定从目标位置的移动速率的移动数据等。位置保持控制器411a可以使用位置数据来确定飞行命令以校正与目标位置的任何偏差。另外，位置保持控制器411a还可以使用从飞行员控制装置413或外环路逻辑409接收到的如下任何控制数据：所述任何控制数据指示飞行员或外环路正有意地或者人工地移动旋翼飞行器，或者以其他方式改变目标位置。类似地，速度保持控制器411b、航向保持控制器411c和姿态控制器可以使用相关的旋翼飞行器飞行反馈或控制数据来生成与特定控制器的保持功能相关联的命令。

图5是示出根据一些实施方式的具有积分器503的配平监测***501的图。配平监测***501可以包括与一个或更多个飞行员控制装置413、配平马达517和飞行器装备321进行接口连接的FCC 205。在一些实施方式中，由加法器513通过对由速率控制器404、积分器503和外环路逻辑409生成的信号进行求和来生成控制信号。控制信号与由内环路317生成的命令一起提供给解耦器319，并且解耦器319生成提供给飞行器装备的致动器命令。

FCC 205实现积分器503和配平监测器511，积分器503和配平监测器511监测飞行员控制装置413的位置以确定配平***中是否发生故障，包括配平马达517的故障、将配平马达517连接至飞行员控制装置413的连接故障等。例如，可以使用累加器来实现积分器(integrator)503。积分器503可以跟踪飞行员控制装置413的位置与飞行员控制装置413的目标位置之间的差。积分器503接收指示飞行员控制装置413的位置的传感器信号以及指示飞行员控制装置413的预期位置的命令信号值。在一些实施方式中，积分器503可以从外环路逻辑409确定飞行员控制装置413的目标位置，并且可以基于飞行员控制装置413的实际位置与目标飞行员控制装置位置或由外环路逻辑409产生的命令之间的差来产生增量值或误差值信号。

在一些实施方式中，积分器503用作校正飞行员控制装置位置的误差或增量的反馈元件。积分器503向加法器513提供误差值以将飞行器装备321的致动器带到目标位置，并且还向配平监测器511提供误差值信号。配平监测器511接收由积分器503生成的误差值，并且如果配平监测器511确定误差超过重新配平阈值达预定时间，则执行重新配平过程。配平过程可以包括通过重新配平提示***505提供重新配平提示，或者可以包括终止外环路逻辑409的飞行控制过程。在一些实施方式中，重新配平提示可以作为视觉、听觉或触觉警告提供给飞行员，以提示飞行员手动控制旋翼飞行器和终止自动飞行控制过程。因此，飞行员可以被警告飞行员控制装置位置与飞行控制装置位置不同，并且飞行员可以采取适当的动作，包括终止由外环路逻辑409提供的飞行控制过程。

外环路逻辑409的飞行控制过程可以由配平监测器511自动终止，或者响应于飞行员重新配平命令而终止，飞行员重新配平命令例如为由飞行员按下强制配平释放(FTR)开关509生成的强制配平释放(FTR)命令。在一些实施方式中，FTR命令可以暂时断开外环路逻辑409，并允许外环路逻辑409重新同步参考值、将与特定外环路飞行控制过程相关联的积分器503归零、或以其他方式允许当将外环路逻辑409的输出与控制环路断开时外环路逻辑409运行或接收新数据。例如，飞行员按下FTR开关509可以使驱动飞行员控制装置的配平马达中的离合器脱离接合，并且使得FCC 205能够同步空速参考。释放FTR开关509使用新的当前空速作为新的空速参考，并且积分器可以开始再次建立以确定实际空速和新空速参考之间的增量。可替选地，飞行员可以手动地或通过保持FTR开关509来选择增强关闭(Aug-off)状态。增强关闭状态将积分器维持在零、配平马达断开、以及任何保持环路释放并因此没有速度参考。因此，如果飞行员控制装置位置与预期控制位置的差异大于重新配平阈值，并且对配平马达517的命令未能通过将飞行员控制装置移动至预期位置而减少误差，则配平监测器511可以确定配平***已经出现故障了。

在一些实施方式中，由外环路逻辑409提供的飞行控制过程可以通过冻结过程或者终止向加法器513传输外环路逻辑409命令以包括在由加法器513生成的控制信号中来终止。逻辑或硬件切断器507可用于终止外环路逻辑409命令的传输。

在一些实施方式中，配平监测器511还可以确定飞行员控制装置413的止动状态，并相应地提供重新配平过程。例如，如果飞行员手动控制飞行员控制装置413并且飞行员控制装置413处于OOD，则配平监测器511可以继续监测配平***的故障而不提供重新配平过程。然而，如果飞行员控制装置处于OOD并且控制杆与飞行员控制装置的目标位置或相关联的致动器或飞行控制装置的实际位置不匹配，则另一过程可以向飞行员通知飞行员控制装置和飞行控制装置不同步。如果配平监测器511确定飞行员不在环路中、已经释放了飞行员控制装置413的手动控制并且飞行员控制装置413处于ID，则配平监测器可以提供重新配平过程。

终止飞行控制过程从由加法器513生成的控制命令中移除由外环路生成的命令，使得飞行器装备321的致动器由飞行员控制装置413、速率控制器404和内环路317控制。因此，在外环路逻辑自动飞行控制过程终止时，由内环路和速率控制器404提供的用于稳定旋翼飞行器的飞行的飞行增强以及完全飞行员控制权限得以维持。因此，在第一飞行控制过程终止之后，FCC可以执行第二飞行控制过程，例如飞行稳定。在一些实施方式中，由内环路317或速率控制器404提供的第二飞行控制过程与由外环路逻辑409提供的第一飞行控制过程不同。另外，终止外环路逻辑409自动飞行控制过程减少了将飞行员控制装置413驱动至反映实际飞行控制装置位置的需要，因为速率控制器404和内环路317倾向于提供较小的飞行控制装置移动而不是由外环路逻辑409提供的总飞行控制装置移动。终止外环路逻辑409自动飞行控制过程还卸载积分器503，这是因为由于外环路逻辑409没有提供需要自动移动飞行员控制装置413的命令，因此不再需要确定飞行员控制装置413的实际位置与目标位置之间的差。

图6是示出根据一些实施方式的用于提供重新配平提示和卸载积分器的方法601的流程图。在框603中，旋翼飞行器执行第一飞行控制过程。在一些实施方式中，第一飞行控制过程是控制旋翼飞行器的操作的自动飞行控制过程并且可以由在FCC上实现的外环路逻辑提供。FCC可以通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来执行或提供第一飞行控制过程，并且可以通过将第一飞行控制命令发送至旋翼飞行器的飞行控制装置来根据第一飞行控制过程操作旋翼飞行器。

在框605中，FCC生成配平命令。在一些实施方式中，配平命令是指示与飞行控制装置的位置相关联的飞行员控制装置的目标位置的配平信号，并且FCC可以将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置。在框607中，FCC监测飞行员控制装置位置。FCC可以从旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器接收飞行员控制装置位置数据，并且飞行员控制装置位置数据可以指示飞行员控制装置的实际位置。

在框609中，FCC确定配平误差。在一些实施方式中，FCC确定与由飞行员控制装置位置数据指示的飞行员控制装置的实际位置与飞行员控制装置的目标位置之间的差相关联的配平误差值。FCC可以实现积分器以确定或跟踪配平误差值。在框611中，FCC确定配平误差是否在重新配平阈值内。如果配平误差低于重新配平阈值或在重新配平阈值以内，则FCC继续执行框603中的第一飞行控制过程。如果配平误差大于、等于重新配平阈值或在重新配平阈值以外，则FCC进行进一步确定是否已发生配平故障。在框613中，FCC确定飞行员控制装置的止动状态。在框615中，FCC识别是否发生了配平故障。在一些实施方式中，FCC确定配平***的操作状态，并且可以根据飞行员控制装置的目标位置或根据配平误差值来确定配平***的操作状态。在一些实施方式中，FCC可以响应于配平误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定配平***已经出现故障，并且可以响应于确定驾驶员已经释放飞行员控制装置的手动控制并且飞行员控制装置处于止动而进一步确定配平***已经出现故障。

在框617中，FCC可以响应于确定配平***已经发生故障而向飞行员提供重新配平提示。在框619中，FCC可以接收在提供重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令。在一些实施方式中，飞行员重新配平命令可以是FTR按钮或开关的激活、终止一个或更多个飞行控制过程的手动命令或者另一飞行员发起的命令。在框621中，可以终止第一飞行控制过程。在一些实施方式中，FCC可以在框617中识别到配平故障时自动终止第一飞行控制过程，或者可以响应于在框619中接收到配平命令而终止第一飞行控制过程。在框623中，可以调整飞行控制设备。在一些实施方式中，终止第一飞行控制过程从提供给飞行控制装置的控制命令中移除为第一飞行控制过程产生的命令，使飞行控制装置返回到飞行员控制装置和内部环路和速率环路命令的控制之下。可以在第一飞行控制过程终止时提供与第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程，其中第二飞行控制过程包括由飞行员、内环路和速率环路增强进行的命令或控制。

图7示出了计算机***701。计算机***701可以被配置用于执行与如本文所述的飞行控制***201和方法601的操作有关的一个或更多个功能。此外，计算机***701可以部分或完全执行任何过程和分析。计算机***701可以部分地或完全地与其他飞行器计算机***集成，或者可以部分地或完全地从旋翼飞行器中移除。在一些实施方式中，计算机***701可以被实现为FCC，并且可以监测配平***的状态，并且基于配平***的操作状态提供或终止一个或更多个自动飞行控制过程。

计算机***701可以包括输入/输出(I/O)接口703、分析引擎705和数据库707。根据需要，替选实施方式可以组合或分散I/O接口703、分析引擎705和数据库707。计算机***701的实施方式可以包括一个或更多个计算机，所述计算机包括被配置用于执行本文中描述的任务的一个或更多个处理器和存储器。这可以包括例如具有中央过程单元(CPU)和存储用于指示CPU执行本文中所述的至少一些任务的软件指令的非易失性存储器的计算机。这还可以包括例如经由计算机网络进行通信的两个或更多个计算机，其中计算机中的一个或更多个包括CPU和非易失性存储器，并且计算机中的一个或多个的非易失性存储器存储用于指示任何CPU(一个或多个)执行本文中描述的任何任务的软件指令。因此，尽管根据离散机器描述了示例性实施方式，但是应当理解，该描述是非限制性的，并且本说明书同样适用于涉及在一个或更多个机器中以任何方式执行分布的任务的一个或更多个机器的许多其他布置。还应当理解，这样的机器不需要专用于执行本文中所描述的任务，而是替代地可以是适合于执行其他任务的多用途机器，例如计算机工作站。

I/O接口703可以提供外部用户、***和数据源与计算机***701的部件之间的通信链路。I/O接口703可以被配置成用于使得一个或更多个用户能够经由任何已知的输入装置向计算机***701输入信息。示例可以包括键盘、鼠标、触摸屏和/或任何其他期望的输入设备。I/O接口703可以被配置成使得一个或更多个用户能够经由任何已知的输出设备接收从计算机***701输出的信息。示例可以包括显示监视器、打印机、驾驶舱显示器和/或任何其他期望的输出设备。I/O接口703可以被配置成使得其他***能够与计算机***701通信。例如，I/O接口703可以使得一个或更多个远程计算机(一个或多个)能够访问信息、输入信息和/或远程地指示计算机***701执行本文中描述的一个或更多个任务。I/O接口703可以被配置成使得能够与一个或更多个远程数据源通信。例如，I/O接口703可以使得一个或更多个远程数据源(一个或多个)能访问信息、输入信息和/或远程地指示计算机***701执行本文中描述的一个或更多个任务。

数据库707为计算机***701提供持久数据存储。尽管主要使用术语“数据库”，但是存储器或其他合适的数据存储装置可以提供数据库707的功能。在替选实施方式中，数据库707可以与计算机***701集成或分开并且可以在一个或更多个计算机上操作。数据库707优选地为适合于支持飞行控制***201和方法601的操作的任何信息提供非易失性数据存储，所述信息包括本文中进一步讨论的各种类型的数据。分析引擎705可以包括一个或该多个处理器、存储器和软件组件的各种组合。

一种实施方式的旋翼飞行器包括：飞行员控制装置，其具有被配置成生成指示飞行员控制装置位置的飞行员控制装置位置数据的传感器；飞行控制装置，其被配置成控制旋翼飞行器的飞行特性；配平***，其连接至飞行员控制装置并且被配置成移动飞行员控制装置；以及飞行控制计算机(FCC)，其被配置成从传感器接收飞行员控制装置位置数据。FCC被配置成执行第一飞行控制过程，并且第一飞行控制过程包括生成第一飞行控制命令并将第一飞行控制命令发送至飞行控制装置以使旋翼飞行器根据第一飞行控制过程进行操作。FCC还被配置成根据第一飞行控制命令生成指示飞行员控制装置的目标位置的配平信号，并将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置以反映飞行控制装置的位置，并且监测配平***的工作状态并响应于确定配平***已经出现故障而执行重新配平过程。

在一些实施方式中，FCC还被配置成通过终止第一飞行控制过程并且进一步通过执行与第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程来执行重新配平过程。在一些实施方式中，FCC还被配置成通过提供重新配平提示来执行重新配平过程。在一些实施方式中，FCC还被配置成通过响应于在提供重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令而终止第一飞行控制过程来执行重新配平过程。在一些实施方式中，FCC还被配置成实现积分器，该积分器确定与飞行员控制装置位置和飞行员控制装置的目标位置之间的差相关联的误差值，并且FCC还被配置成根据误差值确定配平***的工作状态。在一些实施方式中，FCC还被配置成响应于误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定配平***已经出现故障。在一些实施方式中，FCC还被配置成还响应于确定飞行员已经释放飞行员控制装置的手动控制并且飞行员控制装置处于止动而确定配平***已经出现故障。

实施方式的飞行控制计算机(FCC)包括：处理器和存储将由处理器执行的程序的非暂态计算机可读存储介质。该程序包括用于以下操作的指令：从旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器接收飞行员控制装置传感器位置数据，该飞行员控制装置位置数据指示与飞行员控制装置传感器相关联的飞行员控制装置的飞行员控制装置位置；通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来提供第一飞行控制过程并且通过将第一飞行控制命令发送至旋翼飞行器的飞行控制装置来根据第一飞行控制过程操作旋翼飞行器；根据第一飞行控制命令生成指示与飞行控制装置的位置相关联的飞行员控制装置的目标位置的配平信号；将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置；根据飞行员控制装置的目标位置确定配平***的操作状态；以及响应于确定配平***的操作状态指示配平***已经出现故障而提供重新配平过程。

在一些实施方式中，用于提供重新配平过程的指令包括用于终止第一飞行控制过程以及提供与第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程的指令。在一些实施方式中，用于提供重新配平过程的指令包括用于提供重新配平提示的指令。在一些实施方式中，用于提供重新配平过程的指令包括用于接收在提供重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令以及响应于飞行员重新配平命令而终止第一飞行控制过程的指令。在一些实施方式中，程序还包括用于实现积分器的指令，该积分器确定与由飞行员控制装置位置数据指示的飞行员控制装置位置和飞行员控制装置的目标位置之间的差相关联的误差值，并且其中用于确定配平***的操作状态的指令包括根据误差值确定配平***的操作状态的指令。在一些实施方式中，用于确定配平***的操作状态的指令包括用于响应于误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定配平***已经出现故障的指令。在一些实施方式中，用于确定配平***的操作状态的指令包括用于还响应于确定飞行员已释放飞行员控制装置的手动控制并且飞行员控制装置处于止动而确定配平***已经出现故障的指令。

实施方式的操作旋翼飞行器的方法包括：由飞行控制计算机(FCC)接收来自旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器的飞行员控制装置位置数据，该飞行员控制装置位置数据指示与飞行员控制装置传感器相关联的飞行员控制装置的飞行员控制装置位置；由FCC通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来提供第一飞行控制过程并且通过将第一飞行控制命令发送至旋翼飞行器的飞行控制装置来根据第一飞行控制过程操作旋翼飞行器；由FCC根据第一飞行控制命令生成指示与飞行控制装置的位置相关联的飞行员控制装置的目标位置的配平信号；由FCC将配平信号发送至配平***以使配平***尝试将飞行员控制装置移动至目标位置；由FCC根据飞行员控制装置的目标位置确定配平***的操作状态；以及由FCC响应于确定配平***的操作状态指示配平***已经出现故障而提供重新配平过程。

在一些实施方式中，提供重新配平过程包括终止第一飞行控制过程，以及提供与第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程。在一些实施方式中，提供重新配平过程还包括提供重新配平提示。在一些实施方式中，提供重新配平过程还包括接收在提供重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令，并且响应于飞行员重新配平命令而终止第一飞行控制过程。在一些实施方式中，该方法还包括确定与由飞行员控制装置位置数据指示的飞行员控制装置位置和飞行员控制装置的目标位置之间的差相关联的误差值，并且确定配平***的操作状态包括根据误差值确定配平***的操作状态。在一些实施方式中，确定配平***的操作状态还包括响应于误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定配平***已经出现故障。

虽然已经参照说明性实施方式描述了本发明，但是该描述不意在被解释为具有限制性意义。在参照了本说明书之后，对本领域技术人员而言，说明性实施方式的各种修改和组合以及本发明的其他实施方式将是明显的。因此，所附权利要求意在涵盖任何这样的修改或实施方式。

Claims (20)

1.一种旋翼飞行器，包括：

飞行员控制装置，其具有被配置成生成指示飞行员控制装置位置的飞行员控制装置位置数据的传感器；

飞行控制装置，其被配置成控制所述旋翼飞行器的飞行特性；

配平***，其连接至所述飞行员控制装置并且被配置成移动所述飞行员控制装置；以及

飞行控制计算机FCC，其被配置成从所述传感器接收所述飞行员控制装置位置数据，其中，所述FCC被配置成执行第一飞行控制过程，其中，所述第一飞行控制过程包括生成第一飞行控制命令并且将所述第一飞行控制命令发送至所述飞行控制装置以使所述旋翼飞行器根据所述第一飞行控制过程进行操作，其中，所述飞行控制计算机还被配置成根据所述第一飞行控制命令生成指示所述飞行员控制装置的目标位置的配平信号，并且将所述配平信号发送至所述配平***以使所述配平***尝试将所述飞行员控制装置移动至所述目标位置以反映所述飞行控制装置的位置，并且其中，所述飞行控制计算机还被配置成监测所述配平***的工作状态并且响应于确定所述配平***已经出现故障而执行重新配平过程。

2.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述FCC还被配置成通过终止所述第一飞行控制过程并且进一步通过执行与所述第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程来执行所述重新配平过程。

3.根据权利要求2所述的旋翼飞行器，其中，所述FCC还被配置成通过提供重新配平提示来执行所述重新配平过程。

4.根据权利要求3所述的旋翼飞行器，其中，所述FCC还被配置成通过响应于在提供所述重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令而终止所述第一飞行控制过程来执行所述重新配平过程。

5.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述FCC还被配置成实现积分器，所述积分器确定与所述飞行员控制装置位置和所述飞行员控制装置的所述目标位置之间的差相关联的误差值；以及

其中，所述FCC还被配置成根据所述误差值来确定所述配平***的工作状态。

6.根据权利要求5所述的旋翼飞行器，其中，所述FCC还被配置成响应于所述误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定所述配平***已经出现故障。

7.根据权利要求6所述的旋翼飞行器，其中，所述FCC还被配置成还响应于确定飞行员已释放所述飞行员控制装置的手动控制并且所述飞行员控制装置处于止动而确定所述配平***已经出现故障。

8.一种飞行控制计算机FCC，包括：

处理器；以及

非暂态计算机可读存储介质，其存储由所述处理器执行的程序，所述程序包括用于以下操作的指令：

从旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器接收飞行员控制装置位置数据，所述飞行员控制装置位置数据指示与所述飞行员控制装置传感器相关联的飞行员控制装置的飞行员控制装置位置；

通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来提供所述第一飞行控制过程，并且通过将所述第一飞行控制命令发送至所述旋翼飞行器的飞行控制装置来根据所述第一飞行控制过程操作所述旋翼飞行器；

根据所述第一飞行控制命令生成指示与所述飞行控制装置的位置相关联的所述飞行员控制装置的目标位置的配平信号；

将所述配平信号发送至配平***以使所述配平***尝试将所述飞行员控制装置移动至所述目标位置；

根据所述飞行员控制装置的所述目标位置确定所述配平***的操作状态；以及

响应于确定所述配平***的操作状态指示所述配平***已经出现故障而提供重新配平过程。

9.根据权利要求8所述的FCC，其中，用于提供所述重新配平过程的指令包括用于以下操作的指令：

终止所述第一飞行控制过程；以及

提供与所述第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程。

10.根据权利要求9所述的FCC，其中，用于提供所述重新配平过程的指令包括用于提供重新配平提示的指令。

11.根据权利要求10所述的FCC，其中，用于提供所述重新配平过程的指令包括用于以下操作的指令：

接收在提供所述重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令；以及

响应于所述飞行员重新配平命令而终止所述第一飞行控制过程。

12.根据权利要求8所述的FCC，其中，所述程序还包括用于实现积分器的指令，所述积分器确定与由所述飞行员控制装置位置数据指示的飞行员控制装置位置和所述飞行员控制装置的所述目标位置之间的差相关联的误差值；以及

其中，用于确定所述配平***的操作状态的指令包括用于根据所述误差值确定所述配平***的操作状态的指令。

13.根据权利要求12所述的FCC，其中，用于确定所述配平***的操作状态的指令包括用于响应于所述误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定所述配平***已经出现故障的指令。

14.根据权利要求13所述的FCC，其中，用于确定所述配平***的操作状态的指令包括用于还响应于确定飞行员已释放所述飞行员控制装置的手动控制并且所述飞行员控制装置处于止动而确定所述配平***已经出现故障的指令。

15.一种操作旋翼飞行器的方法，包括：

由飞行控制计算机FCC从所述旋翼飞行器的飞行员控制装置传感器接收飞行员控制装置位置数据，所述飞行员控制装置位置数据指示与所述飞行员控制装置传感器相关联的飞行员控制装置的飞行员控制装置位置；

由所述FCC通过根据第一飞行控制过程生成第一飞行控制命令来提供所述第一飞行控制过程并且通过将所述第一飞行控制命令发送至所述旋翼飞行器的飞行控制装置来根据所述第一飞行控制过程操作所述旋翼飞行器；

由所述FCC根据所述第一飞行控制命令生成指示与所述飞行控制装置的位置相关联的所述飞行员控制装置的目标位置的配平信号；

由所述FCC将所述配平信号发送至配平***以使所述配平***尝试将所述飞行员控制装置移动至所述目标位置；

由所述FCC根据所述飞行员控制装置的所述目标位置确定所述配平***的操作状态；以及

由所述FCC响应于确定所述配平***的操作状态指示所述配平***已经出现故障而提供重新配平过程。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，提供所述重新配平过程包括：

终止所述第一飞行控制过程；以及

提供与所述第一飞行控制过程不同的第二飞行控制过程。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，提供所述重新配平过程还包括提供重新配平提示。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，提供所述重新配平过程还包括：

接收在提供所述重新配平提示之后由飞行员提供的飞行员重新配平命令；以及

响应于所述飞行员重新配平命令而终止所述第一飞行控制过程。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

确定与由所述飞行员控制装置位置数据指示的飞行员控制装置位置和所述飞行员控制装置的所述目标位置之间的差相关联的误差值；以及

其中，确定所述配平***的操作状态包括根据所述误差值确定所述配平***的操作状态。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，确定所述配平***的操作状态还包括响应于所述误差值超过重新配平阈值达预定时间而确定所述配平***已经出现故障。

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