СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

1. Способ улучшения определения в режиме реального времени полетных параметров летательного аппарата во время полета,
характеризующийся тем, что выполняют этапы, на которых:
- выбирают, по меньшей мере, два подлежащих оценке полетных параметра упомянутого летательного аппарата;
- идентифицируют уравнения механики полета, которые ассоциированы, соответственно, с выбранными полетными параметрами и для которых существует взаимозависимость между упомянутыми выбранными полетными параметрами;
- на основе упомянутых идентифицированных уравнений механики полета, ассоциированных с упомянутыми выбранными параметрами, конфигурируют (10) расширенный фильтр Калмана, который принимает значения входных параметров, содержащих, по меньшей мере, упомянутые выбранные полетные параметры; и
- во время полета упомянутого летательного аппарата воплощают (10) расширенный фильтр Калмана таким образом, чтобы он передавал, в качестве выхода, объединенные оценки упомянутых выбранных полетных параметров.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что:
- упомянутый фильтр Калмана определен следующими матрицами:
▪ ковариационной матрицей R, относящейся к шумам измерений и ассоциированной с диагональной матрицей шумов V измерений; и
▪ ковариационной матрицей Q, относящейся к шумам эволюции и ассоциированной с диагональной матрицей шумов W эволюции, и
- выполняют следующие дополнительные этапы, на которых:
▪ проверяют, что значения упомянутых входных параметров являются допустимыми; и
▪ в случае детектирования дефекта значения входного параметра текущее значение, по меньшей мере, одного из элементов, по меньшей мере, одной из ковариационных матриц R и Q адаптируют в режиме реального времени.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что:
- на предварительном этапе определяют множество предварительных установок ковариационных матриц R и Q, относящихся, соответственно, к шумам измерений и эволюции, причем каждая из упомянутых предварительных установок, определенных таким образом, ассоциирована с дефектным значением одного из упомянутых входных параметров; и
- чтобы адаптировать текущее значение упомянутых ковариационных матриц Q и R, относящихся к шумам измерений и шумам эволюции, в случае детектирования дефекта значения входного параметра, заданную предварительную установку, соответствующую детектированному дефектному значению, назначают для ковариационных матриц R и Q, относящихся к шумам измерений и шумам эволюции.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что
в случае детектирования дефекта значения одного из упомянутых входных параметров, измеренных одним или более датчиками, установленными на борту упомянутого летательного аппарата, дефектное измеренное значение заменяют оцененным соответствующим значением, передаваемым в качестве выхода упомянутого расширенного фильтра (10) Калмана.
5. Способ по п 3, отличающийся тем, что
в случае детектирования дефекта значения одного из упомянутых входных параметров, измеренных одним или более датчиками, установленными на борту упомянутого летательного аппарата, дефектное измеренное значение заменяют оцененным соответствующим значением, передаваемым в качестве выхода упомянутого расширенного фильтра (10) Калмана.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняются этапы, на которых:
- учитывают, по меньшей мере, один из упомянутых выбранных полетных параметров, оценку которых передает упомянутый расширенный фильтр (10) Калмана;
- среди значений входных параметров упомянутого фильтра (10) Калмана выбирают те, которые соответствуют упомянутому рассматриваемому полетному параметру, который поступает от датчиков, установленных на борту упомянутого летательного аппарата;
- детектируют несоответствие, связанное, по меньшей мере, с одним из упомянутых выбранных значений; и
- определяют текущее значение упомянутого выбранного полетного параметра на основе оставшегося выбранного значения или значений и оценки упомянутого выбранного полетного параметра, исключая при этом детектированное несоответствующее значение или значения.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что
вектор состояния, ассоциированный с упомянутым расширенным фильтром (10) Калмана, определяют с помощью следующих двенадцати состояний:
- угол α атаки;
- скорость ν в наземной системе координат;
- скорость V относительно земли;
- угловая скорость q тангажа;
- положение θ в пространстве;
- высота h;
B
- суммарная движущая тяга T
nx,
- смещение b проецируемое в направлении, соответствующем продольному ускорению nx;
ny
- смещение b, проецируемое в направлении, соответствующем поперечному ускорению ny;
x
- скорость W ветра вдоль оси X в наземной системе координат (x, y, z);
y
- скорость W ветра вдоль оси Y в наземной системе координат (x, y, z); и
z
- скорость W ветра вдоль оси Z в наземной системе координат (x, y, z).
8. Способ по п.1,
α
α
α
BS
TB
отличающийся тем, что упомянутые входные параметры расширенного фильтра (10) Калмана содержат инерционные параметры (q, p, r, φ, θ, h, Vz, V, nx, ny, Nz), анемометрические параметры (α, β, α, β, V), параметры, специфичные для упомянутого летательного аппарата (М, Iyy) и промежуточные параметры, возникающие в результате моделирования на борту (FZa, Ma, T, M).
9. Система для определения, в режиме реального времени, параметров полета летательного аппарата во время полета, которая содержит расширенный фильтр (10) Калмана для приема значений входных параметров,
характеризующаяся тем, что
- упомянутый расширенный фильтр (10) Калмана выполнен на основе уравнений механики полета, устанавливающих взаимозависимость, по меньшей мере, между двумя предварительно выбранными подлежащими оценке полетными параметрами упомянутого летательного аппарата, которые принадлежат упомянутым входным параметрам; и
- упомянутый расширенный фильтр (10) Калмана сформирован так, чтобы подавать, во время полета упомянутого летательного аппарата, объединенные оценки упомянутых выбранных полетных параметров.
:
10. Система по п.9, отличающаяся тем, что
- упомянутый фильтр Калмана определен следующими матрицами:
▪ ковариационной матрицей R, относящейся к шумам измерений и ассоциированной с диагональной матрицей шумов V измерений; и
▪ ковариационной матрицей Q, относящейся к шумам эволюции и ассоциированной с диагональной матрицей шумов W эволюции,
- и упомянутая система содержит (3):
- средство (14) для проверки, являются ли допустимыми значения упомянутых входных параметров расширенного фильтра (10) Калмана; и
- средство (15) для адаптации в режиме реального времени текущего значения, по меньшей мере, одной из ковариационных матриц R и Q, в случае детектирования с помощью упомянутого средства (14) проверки дефектов значения входного параметра.
11. Система по п.10,
дополнительно содержащая средство (15) для замены дефектного значения или значений на их значение, оцененное с помощью расширенного фильтра (10) Калмана, когда они доступны.
12. Летательный аппарат,
содержащий, по меньшей мере, одну систему (3) такую, как определено в соответствии с п.9.