控制结构的位置的方法和设备与流程

文档序号:19399160发布日期:2019-12-13 18:57阅读:313来源:国知局
控制结构的位置的方法和设备与流程

本公开一般地涉及飞机,并且具体地,涉及飞机飞行控制面以及控制飞机飞行控制面。更具体地,本公开涉及一种用于在经由致动器来控制飞行控制面或其它结构的位置的致动器控制器中用电子学方法实现停止以限制飞机飞行控制面或其它可移动结构的移动的范围的方法和设备。



背景技术:

飞机飞行控制面是飞机上的可移动结构,其使得飞行员能够调节和控制飞行中飞机的姿态。副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、前缘缝翼和空气制动器是用于固定机翼飞机的飞机飞行控制面的示例。

可以通过适当的致动器来移动飞机飞行控制面。例如,各种类型的线性致动器、旋转致动器或其它致动器可以用来移动飞机飞行控制面。例如,但不限于,用于移动飞机飞行控制面的线性致动器可以包括气缸中的活塞。

可能期望限制飞机飞行控制面的容许移动的范围以避免不希望有的条件。例如,但不限于,飞行控制面与另一对象的不希望有的接触可能导致飞行控制面中的结构不一致性。可以使用适当的止动器来限制飞机飞行控制面的移动的范围。例如,可以使用适当的机械止动器来限制飞机飞行控制面的移动的范围。另选地,可以使用电子限制功能来限制飞机飞行控制面的移动的范围。

各种局限和缺点可能与使用机械止动器和当前的电子限制功能来限制飞机飞行控制面的移动的范围相关联。克服当前系统和方法的局限和缺点的用于限制飞机飞行控制面和其它可移动结构的移动的范围的系统和方法可能是期望的。例如,但不限于,用于实现止动器以高可靠且准确地限制飞机飞行控制面和其它可移动结构的移动的范围的相对简单且鲁棒的系统可能是期望的。

因此,具有考虑以上所讨论的问题以及可能的其它问题中的一个或更多个的方法和设备将是有利的。



技术实现要素:

本公开的例示性实施方式提供了一种用于控制结构的位置的方法。接收了指示对于所述结构的期望位置的位置命令和指示所述结构的所述位置的位置反馈信号。位置控制信号是基于所述期望位置与由所述位置反馈信号指示的所述位置之间的差来生成的。接收了相对于所述结构的所述位置的停止反馈信号。停止控制信号是基于所述停止反馈信号和针对所述结构的停止条件来生成的。选择了所述位置控制信号和所述停止控制信号中的选定一个。所述位置控制信号和所述停止控制信号中的已选定一个被提供给致动器以用于控制所述结构的所述位置。

本公开的例示性实施方式还提供了一种包括位置控制器、停止控制器和控制信号选择器的设备。所述位置控制器被构造为接收指示对于结构的期望位置的位置命令,接收指示所述结构的所述位置的位置反馈信号,并且基于所述期望位置与由所述位置反馈信号指示的所述位置之间的差来生成位置控制信号。所述停止控制器被构造为接收相对于所述结构的所述位置的停止反馈信号并且基于所述停止反馈信号和针对所述结构的停止条件来生成停止控制信号。所述控制信号选择器被构造为选择所述位置控制信号和所述停止控制信号中的选定一个,并且将所述位置控制信号和所述停止控制信号中的已选定一个提供给致动器以用于控制所述结构的所述位置。

本公开的例示性实施方式还提供了用于控制结构的位置的另一方法。接收了指示对于所述结构的期望位置的位置命令和指示所述结构的所述位置的位置反馈信号。位置控制信号是基于所述期望位置与由所述位置反馈信号指示的所述位置之间的差来生成的。接收了相对于所述结构的所述位置的停止反馈信号。停止控制信号是基于所述停止反馈信号和针对所述结构的停止位置来生成的。所述位置控制信号和所述停止控制信号中的选定一个是基于所述位置控制信号和所述停止控制信号的相对幅值来选择的。所述位置控制信号和所述停止控制信号中的已选定一个被提供给致动器以用于控制所述结构的所述位置。

能够在本公开的各种实施方式中独立地实现特征、功能和有益效果,或者可以在能够参照以下描述和附图看见的另外细节的仍然其它的实施方式中组合特征、功能和有益效果。

附图说明

新颖特征认为在所附权利要求中阐述了例示性实施方式的特性。然而,将在结合附图阅读时通过参照本公开的例示性实施方式的以下详细描述最好地理解例示性实施方式以及优选模式、另外的目标及其有益效果,其中:

图1是根据例示性实施方式的用于实现电子止动器的致动器控制器的框图的例示;

图2是根据例示性实施方式的具有下停止角度的飞行控制面的例示;

图3是根据例示性实施方式的用于具有下停止角度的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图4是根据例示性实施方式的用于具有下停止角度的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图5是根据例示性实施方式的具有上停止角度的飞行控制面的例示;

图6是根据例示性实施方式的用于具有上停止角度的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图7是根据例示性实施方式的用于具有上停止角度的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图8是根据例示性实施方式的具有上停止角度和下停止角度的飞行控制面的例示;

图9是根据例示性实施方式的用于具有上停止角度和下停止角度的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图10是根据例示性实施方式的用于具有上停止角度和下停止角度的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图11是根据例示性实施方式的具有下停止距离的飞行控制面的例示;

图12是根据例示性实施方式的用于具有下停止距离的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图13是根据例示性实施方式的用于具有下停止距离的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图14是根据例示性实施方式的具有上停止距离的飞行控制面的例示;

图15是根据例示性实施方式的用于具有上停止距离的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图16是根据例示性实施方式的用于具有上停止距离的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图17是根据例示性实施方式的具有上停止距离和下停止距离的飞行控制面的例示;

图18是根据例示性实施方式的用于具有上停止距离和下停止距离的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图19是根据例示性实施方式的用于具有上停止距离和下停止距离的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图20是根据例示性实施方式的具有容许向下力的飞行控制面的例示;

图21是根据例示性实施方式的用于具有容许向下力的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图22是根据例示性实施方式的用于具有容许向下力的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图23是根据例示性实施方式的具有容许向上力的飞行控制面的例示;

图24是根据例示性实施方式的用于具有容许向上力的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图25是根据例示性实施方式的用于具有容许向上力的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图26是根据例示性实施方式的具有容许向下力和容许向上力的飞行控制面的例示;

图27是根据例示性实施方式的用于具有容许向下力和容许向上力的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图28是根据例示性实施方式的用于具有容许向上力和容许向下力的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示;

图29是根据例示性实施方式的具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的例示;

图30是根据例示性实施方式的用于具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的控制器的框图的例示;

图31是根据例示性实施方式的用于具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的控制器中的第一信号随着时间的推移的例示;

图32是根据例示性实施方式的用于具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的控制器中的第二信号随着时间的推移的例示;以及

图33是根据例示性实施方式的用于控制结构的位置的过程的流程图的例示。

具体实施方式

不同的例示性实施方式识别并且考虑许多不同的考虑事项。如本文参照项目所使用的“许多”意指一个或更多个项目。例如,“许多不同的考虑事项”是一个或更多个不同的考虑事项。

不同的例示性实施方式识别并且考虑用于移动飞机飞行控制面的致动器可以由控制系统使用电子反馈环路来控制以将飞机飞行控制面移动到期望位置。例如,对于用于移动飞机飞行控制面的线性致动器中的活塞的期望位置可以用命令指示给控制系统。活塞的测量位置可以被作为反馈提供给控制系统。控制系统可以被构造为控制致动器驱动对于活塞的期望位置与活塞的测量位置之间的差至零或较小值,使得作为反馈提供的活塞的测量位置紧密地跟随如用命令指示的对于活塞的期望位置。

不同的例示性实施方式识别并且考虑在用于控制飞机飞行控制面的位置的典型控制系统中,飞行控制面的位置可以由作为反馈提供的用于移动飞行控制面的致动器的测量位置近似地表示。然而,致动器的测量位置通常可能不确切地表示飞机飞行控制面的位置。例如,根本上影响飞机的行为的飞机飞行控制面的位置相关特性是面的角度。飞机飞行控制面的角度可以由用于移动飞机飞行控制面的致动器中的活塞的位置近似地表示。然而,活塞的位置因为诸如例如运动变化、结构顺应性和传感器容差的因素而可能不提供飞机飞行控制面的角度的确切表示。因此,可由用于控制飞机飞行控制面的位置的系统获得的精度可能大大地受与反馈参数相关联的特性影响。

不同的例示性实施方式识别并且考虑到,在一些情况下,用于控制飞机飞行控制面的位置的所期望的精度对于飞机飞行控制面的移动的作用范围的特定部分来说可能是特别严格的。例如,当针对飞机飞行控制面的容许移动的范围需要被准确地约束以在使飞机飞行控制面的性能最大化的同时避免不希望的条件(诸如飞机飞行控制面中的结构不一致性)时,用于控制飞机飞行控制面的位置的所期望的精度可能是特别严格的。在这些情况下,所期望的精度可能不可利用仅使用单个反馈参数的控制器实现。

不同的例示性实施方式识别并且考虑到止动器可以用来限制飞机飞行控制面的移动的范围。不同的例示性实施方式识别并且考虑到可能期望精确地实现用于飞机飞行控制面的止动器,使得可以将飞行控制面移动到飞行控制面的移动的范围的极限,或非常接近于极限,而对于所有可以想象的条件不超出移动的范围的极限。

机械止动器可以用来限制飞机飞行控制面或其它可移动结构的移动的范围。不同的例示性实施方式识别并且考虑到,使用机械止动器来限制飞机飞行控制面的移动的范围可能向飞机添加所不希望的重量。使用机械止动器来限制飞机飞行控制面的移动的范围还可能对飞行控制面的气动和其它性能特性的优化强加限制。

不同的例示性实施方式识别并且考虑到,电子限制功能可以用来限制飞机飞行控制面或其它可移动结构的移动的范围。不同的例示性实施方式识别并且考虑到,用于限制飞机飞行控制面的移动的范围的已知的电子限制功能可能是相对复杂的,可能需要相对大量的计算处理能力,并且可能使用需要来自高集成飞机传感器系统的许多参数的复杂算法。不同的例示性实施方式识别并且考虑到,不管它们的复杂性和复杂化如何,用于限制飞机飞行控制面的移动的范围的许多电子限制功能可能不是适当地鲁棒的或可靠的。

不同的例示性实施方式在致动器控制器中实现电子止动器以限制飞机飞行控制面或其它可移动结构的移动的范围。根据例示性实施方式的致动器控制器包括位置控制器和停止控制器。位置控制器生成位置控制信号以用于控制致动器将飞机飞行控制面或其它可移动结构移动到期望位置。停止控制器生成停止控制信号以用于控制致动器相对于用于限制飞机飞行控制面或其它可移动结构的移动的范围的止动器移动该飞机飞行控制面或其它可移动结构。控制信号选择器选择位置控制信号或停止控制信号中的一个以提供给致动器来控制飞机飞行控制面或其它可移动结构的移动。

例如,但不限于,用于移动飞机飞行控制面或其它可移动结构的致动器可以是包括连接至飞机飞行控制面或其它可移动结构的可移动活塞的线性致动器。在这种情况下,根据例示实施方式的致动器控制器中的位置控制器可以基于用命令指示的对于活塞的期望位置与由位置反馈指示的活塞的位置之间的差来生成位置控制信号。根据例示性实施方式的致动器控制器中的停止控制器可以生成停止控制信号以使用针对与用于飞行控制面或其它可移动结构的止动器相关联的特性的停止反馈来调节该特性。例如,但不限于,与用于飞机飞行控制面的止动器相关联的特性可以包括面的角度、面与基准的距离、飞机飞行控制面上的力、与用于飞机飞行控制面的止动器相关联的其它特性,或多个各种不同的特性的组合。例如,但不限于,根据例示性实施方式的致动器控制器中的控制信号选择器可以选择位置控制信号或停止控制信号中的一个以提供给致动器来使用基于位置控制信号和停止控制信号的相对幅值的相对较简单的逻辑来控制飞机飞行控制面或其它可移动结构的位置。

例示性实施方式在致动器控制器中用电子学方法实现用于飞机飞行控制面的止动器。例示性实施方式可以用来限制飞机飞行控制面的移动的范围,而不引发可能在机械止动器被用来限制飞机飞行控制面的移动的范围时引发的重量代价。根据例示性实施方式使用电子止动器来限制飞机飞行控制面的移动的范围不限制飞机空气动力学的优化。在根据例示性实施方式的止动器控制器中,减小飞机重量和飞机空气动力学的优化可以允许减小操作其中用电子学方法实现了用于限制飞机飞行控制面的移动的范围的止动器的飞机的成本。

与可以用来限制飞机飞行控制面的移动的范围的现有相对复杂的电子限制功能相比,由位置控制器、停止控制器和控制信号选择器执行以在根据例示性实施方式的致动器控制器中实现止动器的功能是相对计算简单的。因此,用于限制飞机飞行控制面的移动的范围的例示性实施方式代替已知的电子限制功能的使用可以减小与飞机上的计算吞吐量相关联的续生成本以及与开发和微调用于限制飞机飞行控制面的移动的范围的更复杂的控制器相关联的非续生成本。

例示性实施方式提供了用于高可靠且准确地实现可移动结构的停止的简单鲁棒的系统。例如,例示性实施方式可以提供精密电子止动器以便防止飞行控制面偏转在容许范围外的偏移。例如,但不限于,可以通过气动铰链移动或以另一适当的方式在面位置方面限定止动器。目标可能在于避免与外部对象的物理干扰或者在于防止结构不一致性。

转向图1,根据例示性实施方式描绘了用于实现电子止动器的致动器控制器的框图的例示。致动器控制器100可以被构造为经由致动器103控制结构102的位置并且实现电子止动器以限制结构102的移动的范围。

结构102可以包括可以由致动器103移动的任何可移动结构。例如,但不限于,结构102可以包括飞机106上的飞行控制面104。例如,但不限于,飞行控制面104可以包括副翼、升降舵、方向舵、扰流器、襟翼、前缘缝翼、空气制动器或飞机106上的任何其它适当的飞行控制面。

飞机106可以是商用客机、货机、私有或个人航空飞机、军用飞机,或可以用于任何适当目的的任何其它适当类型的飞机。飞机106可以是固定机翼、旋转机翼或轻于空气的飞行器。飞机106可以包括有人驾驶飞机或无人驾驶飞行器。

飞机106是交通工具108的示例。例示性实施方式可以用来在交通工具108而不是飞机106上控制结构102的位置。交通工具108可以包括被构造用于在空气中、在空间中、在陆地上、在水上、在水下或在任何其它介质或这些介质的组合中操作的任何交通工具。

交通工具108是平台110的示例。例示性实施方式可以用来在平台110而不是交通工具108上控制结构102的位置。平台110可以是固定的或移动的。

结构102可在位置的范围112内移动。位置的范围112还可以被称为移动的范围或结构102的运动的范围。例如,但不限于,位置的范围112可以由对结构102相对于结构102可以连接至的飞机106、交通工具108或平台110的移动的物理限制来定义。结构102可以按照任何适当的方式连接至飞机106、交通工具108或平台110,使得可以分别相对于飞机106、交通工具108或平台110在位置的范围112内移动结构102。

结构102可以在任何时间点处于在位置的范围112内的位置114中。例如,但不限于,位置114可以被称为结构102的当前位置、结构102的实际位置、结构102的测量位置、结构102的感测位置,或者使用其它适当的术语。

致动器103可以包括被构造为移动结构102的任何适当的装置或系统。例如,但不限于,致动器103可以包括线性致动器118、旋转致动器120、其它致动器122,或用于移动结构102的各种不同类型的致动器的任何适当的组合。例如,但不限于,线性致动器118可以包括活塞124。

致动器103可以在任何时间点处于位置126中。例如,但不限于,位置126可以被称为致动器103的当前位置、致动器103的实际位置、致动器103的测量位置、致动器103的感测位置,或者使用其它适当的术语。

致动器103可以按照任何适当的方式连接至结构102,使得可以通过致动器103的移动在位置的范围112内移动结构102。在本申请中,包括在权利要求中,除非另外具体地陈述,否则指代致动器103的移动的术语指代被连接至结构102使得结构102响应于致动器103的可移动部分的移动而移动的致动器103的可移动部分的移动。类似地,在本申请中,包括在权利要求中,除非另外具体地陈述,否则指代致动器103的位置的术语指代被连接至结构102使得结构102的位置响应于致动器103的可移动部分的位置中的改变而改变的致动器103的可移动部分的位置。

例如,但不限于,致动器103可以包括可移动地安装在汽缸中的活塞124。活塞124可以按照适当的方式连接至结构102,使得结构102响应于活塞124在气缸中的移动而移动。在这种情况下,对致动器103的移动的参照是对活塞124相对于气缸的移动的参照,并且对致动器103的位置的参照是对活塞124上的点相对于气缸的位置的参照。

用于改变附接至致动器103的结构102的位置的致动器103的移动可以由致动器控制信号128控制。例如,但不限于,致动器控制信号128可以由符号和幅值表征。致动器控制信号128的符号可以被选择为指示致动器103响应于致动器控制信号128的移动的方向。致动器控制信号128的绝对值幅值可以被选择为指示致动器103在由致动器控制信号128的符号指示的方向上的移动的幅值。例如,但不限于,致动器103的移动的速度、加速度或力可以是相对于致动器控制信号128的绝对值幅值的。例如,但不限于,致动器103可以被构造为响应于具有更大绝对值幅值的致动器控制信号128而更迅速地或以更大力移动或加速。致动器控制信号128的符号和幅值可以指代可以用来分别控制致动器103的移动的方向和幅值的致动器控制信号128的任何特性。致动器控制信号128的符号和幅值可以或可能不分别对应于致动器控制信号128的电压分量或电流分量的极性和幅值。

致动器控制器100可以被构造为生成致动器控制信号128以经由致动器103控制结构102的位置并且实现用于限制结构102的移动的范围的止动器。致动器控制器100可以包括位置控制器130、停止控制器132和控制信号选择器134。

位置控制器130可以被构造为基于结构102的位置114与对于结构102的期望位置140之间的差138来生成位置控制信号136。结构102的位置114与对于结构102的期望位置140之间的差138可以被称为误差。位置控制器130可以被构造为按照任何适当的方式确定结构102的位置114与对于结构102的期望位置140之间的差138。

位置控制器130可以被构造为按照任何适当的方式基于结构102的位置114与对于结构102的期望位置140之间的差138来生成位置控制信号136。例如,可以通过将结构102的位置114与对于结构102的期望位置140之间的差138乘以增益或者通过使用通常可用于且适于正被控制的系统的任何其它控制方法来生成位置控制信号136。例如,但不限于,可以按照适当的方式生成位置控制信号136,使得位置控制信号136的符号和幅值特性可以指示结构102的位置114与对于结构102的期望位置140之间的差138。

可以使用位置传感器142来标识结构102的位置114。位置传感器142可以包括用于按照任何适当的方式标识结构102的位置114的任何适当的装置或系统。结构102的位置114可以由用于移动结构102的致动器103的位置126表示。因此,例如,但不限于,位置传感器142可以被构造为通过按照任何适当的方式标识致动器103的位置126来标识结构102的位置114。

可以将如由位置传感器142标识的结构102的位置114作为位置反馈信号144提供给位置控制器130。位置反馈信号144可以指示用于由位置控制器130以任何适当的形式使用的结构102的位置114。

对于结构102的期望位置140可以由提供给位置控制器130的位置命令146指示。位置命令146可以指示对于用于由位置控制器130以任何适当的形式使用的结构102的期望位置140。例如,但不限于,位置命令146可以在通过位置控制器130的最小或无修改的情况下以用于确定对于结构102的期望位置140与如位置反馈信号114中指示的结构102的位置114之间的差138的适当形式指示对于结构102的期望位置104。例如,当位置反馈信号144指示如由用于移动结构102的致动器103的位置126所表示的结构102的位置114时,位置命令146可以指示对于结构102的期望位置140作为与对于结构102的期望位置140对应的对于致动器103的期望位置。可以通过用于由人类或机器操作员控制结构102的适当接口来按照任何适当的方式生成位置命令146。

停止控制器132可以被构造为基于结构102的停止条件152与由停止反馈信号154指示的结构102的对应当前条件之间的差150来生成停止控制信号148。结构102的停止条件152与结构102的对应当前条件之间的差150可以被称为误差。停止控制器132可以被构造为按照任何适当的方式确定结构102的停止条件152与结构102的对应当前条件之间的差150。

停止控制器132可以被构造为按照任何适当的方式基于结构102的停止条件152与结构102的对应当前条件之间的差150来生成停止控制信号148。例如,可以通过将结构102的停止条件152与结构102的对应当前条件之间的差150乘以增益或者通过使用通常可用于且适于正被控制的系统的任何其它控制方法来生成停止控制信号148。例如,但不限于,停止控制信号148的符号和幅值特性可以指示结构102的停止条件152与结构102的对应当前条件之间的差150。

停止条件152可以在可以为相对于结构102的位置的与结构102相关联的条件方面针对结构102定义停止。停止条件152可以按照任何适当的方式加以标识并且提供给停止控制器132,或者以其它方式得到以用于由停止控制器132以任何适当的形式使用。停止条件152可以是固定的或可变的。

例如,但不限于,停止条件152可以指示停止位置156、容许力158或任何其它适当的条件或用于针对结构102定义停止的条件的组合。停止位置156可以指示结构102不应该被移动超过的结构102的位置。可以按照任何适当的方式指示停止位置156。例如,但不限于,停止位置156可以由停止角度160、停止距离162指示,或者按照用于指示结构102不应该被移动超过的结构102的位置的任何其它适当的方式加以指示。停止角度160可以指示结构102不应该被移动超过的结构102的角度。停止距离162可以指示结构102与基准164之间的最小容许距离。例如,但不限于,基准164可以包括物理对象或结构。容许力158可以指示结构102上的最大量的力。停止反馈信号154可以指示与停止条件152对应的结构102的当前条件。例如,但不限于,停止反馈信号154可以以任何适当的形式指示结构102的当前条件以用于由停止控制器132使用来确定结构102的停止条件152与对应当前条件之间的差150。例如,当停止条件152包括停止位置156时,停止反馈信号154可以指示结构102的位置114。当停止条件152包括停止角度160时,停止反馈信号154可以指示结构102的当前角度165。当停止条件152包括停止距离162时,停止反馈信号154可以指示结构102离基准164的当前距离。当停止条件152包括容许力158时,停止反馈信号154可以指示结构102上的当前力166。

停止反馈信号154中指示的当前条件可以使用停止反馈传感器168来标识。停止反馈传感器168可以包括用于标识与停止条件152对应的结构102的当前条件的任何适当的装置或系统。例如,当停止条件152包括停止位置156时,停止反馈传感器168可以包括用于标识结构102的位置114的任何适当的传感器。优选地,通过除了标识用于移动结构102的致动器103的位置126以外的方式,用于针对停止反馈信号154标识结构102的位置114的传感器标识结构102的位置114。当停止条件152包括停止角度160时,停止反馈传感器168可以包括用于标识结构102的当前角度165的任何适当的角度传感器170。当停止条件152包括停止距离162时,停止反馈传感器168可以包括用于标识结构102离基准164的当前距离的任何适当的距离传感器172。当停止条件152包括容许力158时,停止反馈传感器168可以包括用于标识结构102上的当前力166的任何适当的力传感器174。

控制信号选择器134被构造为选择来自位置控制器130的位置控制信号136或来自停止控制器132的停止控制信号148中的任一个,以用作用于控制致动器103的移动的致动器控制信号128。致动器控制器100可以被构造为基于位置控制信号136和停止控制信号148的相对幅值176来选择位置控制信号136或停止控制信号148以用作致动器控制信号128。例如,基于位置控制信号136和停止控制信号148的相对幅值176,当结构102的当前条件相对地远离停止条件152或位置命令146正在远离停止条件152的方向上引导结构102的移动时,控制信号选择器134可以选择位置控制信号136来用作致动器控制信号128。基于位置控制信号136和停止控制信号148的相对幅值176,当结构102的当前条件相对地接近于停止条件152并且位置命令146正在朝向停止条件152的方向上引导结构102的移动时,控制信号选择器134可以选择停止控制信号148来用作致动器控制信号128。

位置控制器130和停止控制器132的特定实施方式的特定特征可以取决于由控制信号选择器134做出的选择而被适当地管理。例如,但不限于,可以禁用位置控制器130和停止控制器132中的未选定一个中的积分器。

当结构102的位置114是在结构102的位置的范围112的部分178中时,控制信号选择器134可以被构造为总是将来自位置控制器130的位置控制信号136用于致动器控制信号128,并且决不将来自停止控制器132的停止控制信号148用于致动器控制信号128。例如,但不限于,位置的范围112的部分178可以相对地远离可以通过停止条件152针对结构102而定义的任何止动器。当结构102的位置114是在位置的范围112的部分178中时使用停止控制信号148来控制结构102的位置可能不是最优的。另选地,或另外,当结构102的位置114是在位置的范围112的部分178中时,可能未做出或者可能未正确地做出提供停止反馈信号154所需的测量。在这种情况下,当结构102的位置114是在位置的范围112的部分178中时可能不能够通过停止控制器132生成停止控制信号148。

可以使用任何适当的模拟装置、数字装置或模拟装置和数字装置的组合来实现致动器控制器100。可以用来实现致动器控制器100的数字装置可以包括离散数字逻辑装置和可编程处理单元。

可以使用能够运行程序代码的任何硬件装置或系统来实现不同实施方式。例如,但不限于,可以在用来执行用于可以被加载到存储器中的软件的指令的处理器单元上实现如本文所描述的由致动器控制器100执行的功能中的一些或全部。取决于特定实施方式,处理器单元可以是许多处理器、多处理器核,或某种其它类型的处理器。如本文参照项目所使用的数目意指一个或更多个项目。此外,可以使用许多异构处理器系统来实现处理器单元,在所述异构处理器系统中主要处理器与次要处理器一起存在于单个芯片上。作为另一例示性示例,处理器单元可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。

操作系统、应用和/或程序的指令可以位于存储装置中,所述存储装置可以通过通信结构与处理器单元通信。例如,但不限于,指令可以以功能形式在持久性存储部上。可以将这些指令加载到存储器中以用于由处理器单元执行。不同实施方式的过程可以由处理器单元使用可以位于存储器中的计算机实现的指令来执行。

这些指令可以被称为程序指令、程序代码、计算机可用程序代码,或可以由处理器单元中的处理器读取和执行的计算机可读程序代码。可以在不同的物理或计算机可读存储介质(诸如存储器或持久性存储部)上具体实现不同实施方式中的程序代码。

程序代码可以以功能形式位于计算机可读介质上并且可以被加载到处理单元中或者转移到处理单元以用于执行。在这些示例中程序代码和计算机可读介质形成计算机程序产品。在一个示例中,计算机可读介质可以是计算机可读存储介质或计算机可读信号介质。

计算机可读存储介质可以包括例如被插入或放入作为持久性存储部的一部分的驱动器或其它装置中以用于转移到作为持久性存储部的一部分的存储装置(诸如硬盘驱动器)上的光盘或磁盘。计算机可读存储介质还可以采取持久性存储部的形式,诸如硬盘驱动器、拇指驱动器或闪速存储器。

在这些示例中,计算机可读存储介质是用来存储程序代码的物理或有形存储装置,而不是传播或发送程序代码的介质。计算机可读存储介质还被称为计算机可读有形存储装置或计算机可读物理存储装置。换句话说,计算机可读存储介质是能够由人触摸的介质。

另选地,可以使用计算机可读信号介质将程序代码传输到处理器单元。计算机可读信号介质例如可以是包含程序代码的传播数据信号。例如,计算机可读信号介质可以是电磁信号、光学信号和/或任何其它适合类型的信号。可以通过通信链路发送这些信号,所述通信链路诸如无线通信链路、光纤电缆、同轴电缆、电线和/或任何其它适合类型的通信链路。换句话说,在例示性示例中通信链路和/或连接可以是物理的或无线的。

在一些例示性实施方式中,可以经由用于在处理器单元内使用的计算机可读信号介质将程序代码从另一装置或数据处理系统通过网络下载到持久性存储部。例如,可以将存储在服务器数据处理系统中的计算机可读存储介质中的程序代码通过网络从服务器下载到处理器单元。提供程序代码的数据处理系统可以是服务器计算机、客户端计算机,或能够存储和发送程序代码的某个其它装置。

在另一例示性示例中,处理器单元可以采取具有为特定用途而制造或构造的电路的硬件单元的形式。这种硬件可以执行操作,而无需要从存储装置加载到存储器中的程序代码被构造为执行操作。

例如,当处理器单元采取硬件单元的形式时,处理器单元可以是电路系统、专用集成电路(asic)、可编程逻辑器件,或被构造为执行许多操作的某种其它适合类型的硬件。利用可编程逻辑器件,装置被构造为执行许多操作。装置可以在后期再配置或者可以被永久性地构造为执行多个操作。可编程逻辑器件的示例例如包括可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列和其它适合的硬件器件。利用这种实施方式,可以省略程序代码,因为不同实施方式的过程用硬件单元加以实现。

在再一个例示性示例中,可以使用在计算机中找到的处理器和硬件单元的组合来实现处理器单元。处理器单元可以具有被构造为运行程序代码的许多处理器和许多硬件单元。利用这个描绘的示例,过程中的一些可以用许多硬件单元加以实现,然而其它过程可以用许多处理器加以实现。

例示图1的例示不意在对于可以实现不同的例示性实施方式的方式暗示物理或架构限制。可以使用除所例示的组件之外、代替所例示的组件、或既除所例示的组件之外又代替所例示的组件的其它组件。在一些例示性实施方式中,一些组件可能是不必要的。并且,块被呈现来例示一些功能组件。这些块中的一个或更多个当被实现在不同的例示性实施方式中时可以被组合、划分或者组合并且划分为不同的块。

转向图2,根据例示性实施方式描绘了具有下停止角度的飞行控制面的例示。飞行控制面200和致动器202可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

飞行控制面200的运动的机械范围的下限和上限分别由虚线轮廓204和虚线轮廓206指示。致动器202包括活塞208。活塞208可在线210与线212之间指示的范围上移动。活塞208按照适当的方式连接在飞行控制面200的前缘处或附近,使得活塞208的缩进使飞行控制面200的后缘在朝向由虚线轮廓204指示的机械范围的下限的方向上向下移动。在这个示例中,活塞208的缩进和飞行控制面200的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞208的扩展使飞行控制面200的后缘在朝向由虚线轮廓206指示的机械范围的上限的方向上向上移动。活塞208的扩展和飞行控制面200的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

角度传感器216被构造为标识飞行控制面200的角度。可以按照任何适当的方式实现角度传感器216来标识飞行控制面200的角度。例如,但不限于,角度传感器216可以通过到飞行控制面200的物理连接或按照任何其它适当的方式标识飞行控制面200的角度。

可以将飞行控制面200的下停止角度定义为飞行控制面200的后缘在由线218指示的位置处的飞行控制面200的角度。因此,飞行控制面200的移动的容许范围220的极限是由虚线轮廓206指示的机械范围的上限以及与由线218指示的下停止角度对应的位置。下停止角度可以是固定的或可变的。例如,但不限于,下停止角度可以由静态对象或可移动对象定义,这期望飞行控制面200可以非常紧密地接近但不允许撞击,或者按照另一适当的方式接近。

飞行控制面200的移动的机械范围可以由部分222、部分224和部分226定义。飞行控制面200的移动的机械范围的部分222远离移动的容许范围220的极限定位。飞行控制面200的移动的机械范围的部分224和部分226分别位于与移动的容许范围220的上限和下限相邻。

转向图3,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止角度的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器300可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器300被构造为生成用于控制与图2中的致动器202和飞行控制面200对应的致动器和结构301的位置的控制信号。参照图2做出对图3的描述。

致动器控制器300包括位置控制器302、停止控制器304和控制信号选择器306。位置控制器302在线308上生成位置控制信号。位置控制器302被构造为确定对于由位置命令312指示的活塞208的期望位置与指示活塞208的当前位置的活塞位置测量结果314之间的差310。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果314以标识活塞208的当前位置。可以将对于活塞208的期望位置与活塞208的当前位置之间的差310乘以增益316以在线308上生成位置控制信号。

停止控制器304在线318上生成停止控制信号。停止控制器304被构造为确定飞行控制面200的下停止角度326与指示飞行控制面200的当前角度的面角度测量结果328之间的差324。面角度测量结果328可以由角度传感器216提供。可以将下停止角度326与飞行控制面200的当前角度之间的差324乘以适当的增益330以在线318上生成停止控制信号。

控制信号选择器306被构造为选择线308上的位置控制信号或线318上的停止控制信号以作为线332上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构301。可能存在其中将停止控制信号用于控制面的位置可能是适当的飞行控制面的移动的范围的部分以及它可能不是最优的其它部分。在这个示例中,当飞行控制面200处于在飞行控制面200的移动的机械范围的部分222中的位置中时,控制信号选择器306提供线308上的位置控制信号作为线332上的致动器控制信号。当飞行控制面200处于在飞行控制面200的移动的机械范围的部分224或部分226中的位置中时,控制信号选择器306选择具有更大幅值的线308上的位置控制信号和线318上的停止控制信号中的一个以作为线332上的致动器控制信号来提供。

转向图4,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止角度的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号400可以是在图3中用于控制图2中的飞行控制面200的致动器300中的信号的示例。参照图2和图3做出对图4的描述。

期望活塞位置401可以是对于用位置命令312指示的活塞208的期望位置的示例。测量活塞位置402可以是指示活塞208的当前位置的活塞位置测量结果314的示例。下停止角度404可以指示飞行控制面200的下停止角度326。测量角度406可以是指示飞行控制面200的当前角度的面角度测量结果328的示例。

在这个示例中飞行控制面200始终在飞行控制面200的移动的机械范围的部分226中。因此,在这个示例中,控制信号选择器306选择来自位置控制器302的线308上的位置控制信号或来自停止控制器304的线318上的停止控制信号为作为线332上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构301的控制信号选择407。在这个示例中,控制信号选择器306选择具有更大幅值的线308上的位置控制信号和线318上的停止控制信号中的一个作为控制信号选择407。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器302中确定的差310和在停止控制器304中确定的差324的相同量导致来自位置控制器302的线308上的位置控制信号和来自停止控制器304的线318上的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器302中的增益316和停止控制器304中的增益330选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置401与测量活塞位置402之间的差是相对小程度的负值。下停止角度404与测量角度406之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置401与测量活塞位置402之间的差的位置控制信号408被选择为用于控制致动器202的控制信号选择407。结果,在此期间,测量活塞位置402随着活塞208被命令缩进而跟随期望活塞位置401并且飞行控制面200的测量角度406朝向下停止角度404移动。

在时间t1之后,期望活塞位置401与测量活塞位置402之间的差是相对大程度的负值。下停止角度404与测量角度406之间的差是相对小程度的负值。因此,在时间t1之后,基于下停止角度404与测量角度406之间的差的停止控制信号409被选择为控制信号选择407。结果,在此期间,即使活塞208被命令进一步缩进也防止了飞行控制面200的测量角度406超越下停止角度404。

在时间t1处,期望活塞位置401与测量活塞位置402之间的差410与下停止角度404与测量角度406之间的差412相同。因此,当控制信号选择407在时间t1处切换时位置控制信号408和停止控制信号409可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图5,根据例示性实施方式描绘了具有上停止角度的飞行控制面的例示。飞行控制面500和致动器502可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

飞行控制面500的运动的机械范围的下限和上限分别由虚线轮廓504和虚线轮廓506指示。致动器502包括活塞508。活塞508可在线510与线512之间指示的范围上移动。活塞508按照适当的方式连接在飞行控制面500的前缘处或附近,使得活塞508的缩进使飞行控制面500的后缘在朝向由虚线轮廓504指示的机械范围的下限的方向上向下移动。在这个示例中,活塞508的缩进和飞行控制面500的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞508的扩展使飞行控制面500的后缘在朝向由虚线轮廓506指示的机械范围的上限的方向上向上移动。活塞508的扩展和飞行控制面500的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

角度传感器516被构造为标识飞行控制面500的角度。可以按照任何适当的方式实现角度传感器516以标识飞行控制面500的角度。例如,但不限于,角度传感器516可以通过到飞行控制面500的物理连接或按照任何其它适当的方式标识飞行控制面500的角度。

可以将飞行控制面500的上停止角度定义为飞行控制面500的后缘在由线518指示的位置处的飞行控制面500的角度。因此,飞行控制面500的移动520的容许范围520的极限是由虚线轮廓504指示的机械范围的下限以及与由线518指示的上停止角度对应的位置。上停止角度可以是固定的或可变的。例如,但不限于,上停止角度可以由静态对象或可移动对象定义,这期望飞行控制面500可以非常紧密地接近但不允许撞击,或者按照另一适当的方式接近。

飞行控制面500的移动的机械范围可以由部分522、部分524和部分526定义。飞行控制面500的移动的机械范围的部分522远离移动的容许范围520的极限定位。飞行控制面500的移动的机械范围的部分524和部分526分别位于与移动的容许范围520的上限和下限相邻。

转向图6,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止角度的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器600可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器600被构造为生成用于控制与图5中的致动器502和飞行控制面500对应的致动器和结构601的位置的控制信号。参照图5做出对图6的描述。

致动器控制器600包括位置控制器602、停止控制器604和控制信号选择器606。位置控制器602在线608上生成位置控制信号。位置控制器602被构造为确定对于由位置命令612指示的活塞508的期望位置与指示活塞508的当前位置的活塞位置测量结果614之间的差610。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果614以标识活塞508的当前位置。可以将对于活塞508的期望位置与活塞508的当前位置之间的差610乘以增益616以在线608上生成位置控制信号。

停止控制器604在线618上生成停止控制信号。停止控制器604被构造为确定飞行控制面500的上停止角度626与指示飞行控制面500的当前角度的面角度测量结果628之间的差624。面角度测量结果628可以由角度传感器516提供。可以将上停止角度626与飞行控制面500的当前角度之间的差624乘以适当的增益630以在线618上生成停止控制信号。

控制信号选择器606被构造为选择线608上的位置控制信号或线618上的停止控制信号以作为线632上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构601。可能存在其中将停止控制信号用于控制面的位置可能是适当的飞行控制面的移动的范围的部分以及它可能不是最优的其它部分。在这个示例中,当飞行控制面500处于在飞行控制面500的移动的机械范围的部分522中的位置中时,控制信号选择器606提供线608上的位置控制信号作为线632上的致动器控制信号。当飞行控制面500处于在飞行控制面500的移动的机械范围的部分524或部分526中的位置中时,控制信号选择器606选择具有更小幅值的线608上的位置控制信号和线618上的停止控制信号中的一个以作为线632上的致动器控制信号来提供。

转向图7,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止角度的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号700可以是在图6中用于控制图5中的飞行控制面500的致动器控制器600中的信号的示例。参照图5和图6做出对图7的描述。

期望活塞位置701可以是对于用位置命令612指示的活塞508的期望位置的示例。测量活塞位置702可以是指示活塞508的当前位置的活塞位置测量结果614的示例。上停止角度704可以指示飞行控制面500的上停止角度626。测量角度706可以是指示飞行控制面500的当前角度的面角度测量结果628的示例。

在这个示例中飞行控制面500始终在飞行控制面500的移动的机械范围的部分524中。因此,在这个示例中,控制信号选择器606选择来自位置控制器602的线608上的位置控制信号或来自停止控制器604的线618上的停止控制信号为作为线632上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构601的控制信号选择707。在这个示例中,控制信号选择器606选择具有更小幅值的线608上的位置控制信号和线618上的停止控制信号中的一个作为控制信号选择707。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器602中确定的差610和在停止控制器604中确定的差624的相同量导致来自位置控制器602的线608上的位置控制信号和来自停止控制器604的线618上的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器602中的增益616和停止控制器604中的增益630选择为相同的。

在时间t1之前,在期望活塞位置701与测量活塞位置702之间的差是相对小程度的正值。上停止角度704与测量角度706之间的差是相对大程度的正值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置701与测量活塞位置702之间的差的位置控制信号708被选择为用于控制致动器502的控制信号选择707。结果,在此期间,测量活塞位置702随着活塞508被命令扩展而跟随期望活塞位置701并且飞行控制面500的测量角度706朝向上停止角度704移动。

在时间t1之后,期望活塞位置701与测量活塞位置702之间的差是相对大程度的正值。上停止角度704与测量角度706之间的差是相对小程度的正值。因此,在时间t1之后,基于上停止角度704与测量角度706之间的差的停止控制信号709被选择为控制信号选择707。结果,在此期间,即使活塞508被命令进一步扩展也防止了飞行控制面500的测量角度706超越上停止角度704。

在时间t1处,期望活塞位置701与测量活塞位置702之间的差710与上停止角度704与测量角度706之间的差712相同。因此,当控制信号选择707在时间t1处切换时位置控制信号708和停止控制信号709可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图8,根据例示性实施方式描绘了具有上停止角度和下停止角度的飞行控制面的例示。飞行控制面800和致动器802可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

飞行控制面800的运动的机械范围的下限和上限分别由虚线轮廓804和虚线轮廓806指示。致动器802包括活塞808。活塞808可在线810与线812之间指示的范围上移动。活塞808按照适当的方式连接在飞行控制面800的前缘处或附近,使得活塞808的缩进使飞行控制面800的后缘在朝向由虚线轮廓804指示的机械范围的下限的方向上向下移动。在这个示例中,活塞808的缩进和飞行控制面800的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞808的扩展使飞行控制面800的后缘在朝向由虚线轮廓806指示的机械范围的上限的方向上向上移动。活塞808的扩展和飞行控制面800的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

角度传感器816被构造为标识飞行控制面800的角度。可以按照任何适当的方式实现角度传感器816以标识飞行控制面800的角度。例如,但不限于,角度传感器816可以通过到飞行控制面800的物理连接或按照任何其它适当的方式标识飞行控制面800的角度。

可以将飞行控制面800的下停止角度定义为飞行控制面800的后缘在由线818指示的位置处的飞行控制面800的角度。可以将飞行控制面800的上停止角度定义为飞行控制面800的后缘在由线819指示的位置处的飞行控制面800的角度。因此,飞行控制面800的移动的容许范围820的极限是与由线818指示的下停止角度对应的位置和与由线819指示的上停止角度对应的位置。上停止角度和下停止角度可以是固定的或可变的。例如,但不限于,上停止角度和下停止角度可以由静态对象或可移动对象定义,这期望飞行控制面800可以非常紧密地接近但不允许撞击,或者按照另一适当的方式接近。

飞行控制面800的移动的机械范围可以由部分822、部分824和826部分定义。飞行控制面800的移动的机械范围的部分822远离移动的容许范围820的极限定位。飞行控制面800的移动的机械范围的部分824和部分826分别位于与移动的容许范围820的上限和下限相邻。

转向图9,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止角度和下停止角度的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器900可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器900被构造为生成用于控制与图8中的致动器802和飞行控制面800对应的致动器和结构901的位置的控制信号。参照图8做出对图9的描述。

致动器控制器900包括位置控制器902、停止控制器904和控制信号选择器906。位置控制器902在线908上生成位置控制信号。位置控制器902被构造为确定对于由位置命令912指示的活塞808的期望位置与指示活塞808的当前位置的活塞位置测量结果914之间的差910。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果914以标识活塞808的当前位置。可以将对于活塞808的期望位置与活塞808的当前位置之间的差910乘以增益916以在线908上生成位置控制信号。

停止控制器904在线918上生成针对上停止角度的停止控制信号并且在线919上生成针对下停止角度的停止控制信号。停止控制器904被构造为确定飞行控制面800的上停止角度926与指示飞行控制面800的当前角度的面角度测量结果928之间的差924。面角度测量结果928可以由角度传感器816提供。可以将上停止角度926与飞行控制面800的当前角度之间的差924乘以适当的增益930以在线918上生成针对上停止角度的停止控制信号。

停止控制器904还被构造为确定飞行控制面800的下停止角度934与指示飞行控制面800的当前角度的面角度测量结果928之间的差932。可以将飞行控制面800的下停止角度934与当前角度之间的差932乘以适当的增益936以在线919上生成针对下停止角度的停止控制信号。

控制信号选择器906被构造为选择线908上的位置控制信号或线918上的停止控制信号或线919上的停止控制信号中的一个以作为线937上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构901。可能存在其中将停止控制信号用于控制面的位置可能是适当的飞行控制面的移动的范围的部分以及它可能不是最优的其它部分。在这个示例中,当飞行控制面800处于在飞行控制面800的移动的机械范围的部分822中的位置中时,控制信号选择器906提供线908上的位置控制信号作为线937上的致动器控制信号。当飞行控制面800处于在飞行控制面800的移动的机械范围的部分824或部分826中的位置中时,控制信号选择器906基于线908、线918和线919上的信号的相对幅值而选择线908上的位置控制信号、在线918上针对上停止角度的停止控制信号或在线919上针对下停止角度的停止控制信号中的一个,以作为线937上的致动器控制信号来提供。

当飞行控制面800处于在飞行控制面800的移动的机械范围的部分824或部分826中的位置中时,控制信号选择器906中的第一选择器938选择线908上的位置控制信号和在线918上针对上停止角度的停止控制信号中的稍小一个来在线939上提供。控制信号选择器906中的第二选择器940然后选择在线939上来自第一选择器938的信号和在线919上针对下停止角度的停止控制信号中的较大一个以作为线937上的致动器控制信号来提供。

转向图10,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止角度和下停止角度的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号1000可以是在图9中用于控制图8中的飞行控制面800的致动器控制器900中的信号的示例。参照图8和图9做出对图10的描述。

期望活塞位置1001可以是对于用位置命令912指示的活塞808的期望位置。测量活塞位置1002可以是指示活塞808的当前位置的活塞位置测量结果914的示例。上停止角度1004可以指示飞行控制面800的上停止角度926。下停止角度1005可以指示飞行控制面800的下停止角度934。测量角度1006可以是指示飞行控制面800的当前角度的面角度测量结果928的示例。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器902中确定的差910、在停止控制器904中确定的差924以及在停止控制器904中确定的差932的相同量导致在线908上来自位置控制器902的位置控制信号、在线918上来自停止控制器904的针对上停止角度的停止控制信号以及在线919上来自停止控制器904的针对下停止角度的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器902中的增益916以及停止控制器904中的增益930和增益936选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差是相对小程度的正值。上停止角度1004与测量角度1006之间的差是相对大程度的正值。下停止角度1005与测量角度1006之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差的位置控制信号1008被选择为用于控制致动器802的控制信号选择1009。结果,在此期间,测量活塞位置1002随着活塞808被命令扩展而跟随期望活塞位置1001并且飞行控制面800的测量角度1006朝向上停止角度1004移动。

在时间t1和时间t2之间,期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差是相对大程度的正值。上停止角度1004与测量角度1006之间的差是相对小程度的正值。下停止角度1005与测量角度1006之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1与时间t2之间,基于上停止角度1004与测量角度1006之间的差的针对上停止角度的停止控制信号1010被选择为控制信号选择1009。结果,在此期间,即使活塞808被命令进一步扩展也防止了飞行控制面800的测量角度1006超越上停止角度1004。

在时间t1处,期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差1011与上停止角度1004与测量角度1006之间的差1012相同。因此,当控制信号选择1009在时间t1处切换时位置控制信号1008和针对上停止角度的停止控制信号1010可以相等,从而导致平滑的转变。

在时间t2和时间t3之间,期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差是相对小程度的负值。上停止角度1004与测量角度1006之间的差是相对小程度的正值。下停止角度1005与测量角度1006之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1与时间t3之间,基于期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差的位置控制信号1008被再次选择为用于控制致动器802的控制信号选择1009。结果,在此期间,测量活塞位置1002随着活塞808被命令缩进而跟随期望活塞位置1001并且飞行控制面800的测量角度1006远离上停止角度1004并且朝向下停止角度1005移动。

在时间t3之后,期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差是相对大程度的负值。上停止角度1004与测量角度1006之间的差是相对大程度的正值。下停止角度1005与测量角度1006之间的差仍然是相对小程度的负值。因此,在时间t3之后,基于下停止角度1005与测量角度1006之间的差的针对下停止角度1014的停止控制信号被选择为控制信号选择1009。结果,在此期间,即使活塞808被命令进一步缩进也防止了飞行控制面800的测量角度1006超越下停止角度1005。

在时间t3处,期望活塞位置1001与测量活塞位置1002之间的差1018与下停止角度1005与测量角度1006之间的差1020相同。因此,当控制信号选择1009在时间t3处切换时针对上停止角度1014的位置控制信号1008和停止控制信号可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图11,根据例示性实施方式描绘了具有下停止距离的飞行控制面的例示。飞行控制面1100和致动器1102可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

飞行控制面1100的运动的机械范围的下限和上限分别由虚线轮廓1104和虚线轮廓1106指示。致动器1102包括活塞1108。活塞1108可在线1110与线1112之间指示的范围上移动。活塞1108按照适当的方式连接在飞行控制面1100的前缘处或附近,使得活塞1108的缩进使飞行控制面1100的后缘在朝向由虚线轮廓1104指示的机械范围的下限的方向上向下移动。在这个示例中,活塞1108的缩进和飞行控制面1100的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞1108的扩展使飞行控制面1100的后缘在朝向由虚线轮廓1106指示的机械范围的上限的方向上向上移动。活塞1108的扩展和飞行控制面1100的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

可以将下停止距离1118定义为飞行控制面1100离基准1119的最小容许距离。因此,飞行控制面1100的移动的容许范围1120的极限是由虚线轮廓1106指示的机械范围的上限和离基准1119的下停止距离1118。下停止距离1118可以是固定的或可变的。例如,但不限于,基准1119可以是静态对象或可移动对象,这期望飞行控制面1100可以接近于不比下停止距离1118更近。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量飞行控制面1100离基准1119的距离以标识飞行控制面1100离基准1119的当前距离。例如,当飞行控制面1100在离基准1119的距离1124内时可以测量到飞行控制面1100离基准1119的距离。在这种情况下,对于飞行控制面1100的移动的容许范围1120的部分1126可能未测量到飞行控制面1100离基准1119的距离,在所述部分1126中,飞行控制面1100离基准1119比距离1124更远。在这个示例中,在高于基准1119的方向上的距离被定义为正距离。

转向图12,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止距离的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器1200可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器1200被构造为生成用于控制与图11中的致动器1102和飞行控制面1100对应的致动器和结构1201的位置的控制信号。参照图11做出对图12的描述。

致动器控制器1200包括位置控制器1202、停止控制器1204和控制信号选择器1206。位置控制器1202在线1208上生成位置控制信号。位置控制器1202被构造为确定由位置命令1212指示的对于活塞1108的期望位置与指示活塞1108的当前位置的活塞位置测量结果1214之间的差1210。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果1214以标识活塞1108的当前位置。可以将对于活塞1108的期望位置与活塞1108的当前位置之间的差1210乘以增益1216以在线1208上生成位置控制信号。

停止控制器1204在线1218上生成停止控制信号。停止控制器1204被构造为确定飞行控制面1100的下停止距离1226与指示飞行控制面1100离基准1119的当前距离的距离测量结果1228之间的差1224。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供距离测量结果1228以标识飞行控制面1100离基准1119的当前距离。可以将下停止距离1226与飞行控制面1100离基准1119的当前距离之间的差1224乘以适当的增益1230以在线1218上生成停止控制信号。

控制信号选择器1206被构造为选择线1208上的位置控制信号或线1218上的停止控制信号以作为线1232上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构1201。在这个示例中,当飞行控制面1100处于飞行控制面1100的移动的容许范围1120的部分1126中的位置中时,飞行控制面1100离基准1119足够远,使得未测量到飞行控制面1100与基准1119之间的距离。在这种情况下,距离测量结果1228可以不是可得到的并且可以不通过停止控制器1204在线1218上生成停止控制信号。因此,当飞行控制面1100处于飞行控制面1100的移动的容许范围1120的部分1126中的位置中时,控制信号选择器1206提供线1208上的位置控制信号作为线1232上的致动器控制信号。当飞行控制面1100在离基准1119的距离1124内时,测量到飞行控制面1100与基准1119之间的距离,距离测量结果1228是可得到的,并且停止控制器1204可以在线1218上生成停止控制信号。在这种情况下,控制信号选择器1206选择具有更大幅值的线1208上的位置控制信号和线1218上的停止控制信号中的一个以作为线1232上的致动器控制信号来提供。

转向图13,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止距离的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号1300可以是在图12中用于控制图11中的飞行控制面1100的致动器控制器1200中的信号的示例。参照图11和图12做出对图13的描述。

期望活塞位置1301可以是用位置命令1212指示的对于活塞1108的期望位置的示例。测量活塞位置1302可以是指示活塞1108的当前位置的活塞位置测量结果1214的示例。下停止距离1304可以指示飞行控制面1100的下停止距离1226。测量距离1306可以是指示飞行控制面1100离基准1119的当前距离的距离测量结果1228的示例。

飞行控制面1100在离基准1119的距离1124内,其中,在这个示例中始终可以测量到飞行控制面1100离基准1119的距离。因此,在这个示例中,控制信号选择器1206选择在线1208上来自位置控制器1202的位置控制信号或在线1218上来自停止控制器1204的停止控制信号为作为线1232上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构1201的控制信号选择1307。在这个示例中,控制信号选择器1206选择具有更大幅值的线1208上的位置控制信号和线1218上的停止控制信号中的一个作为控制信号选择1307。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器1202中确定的差1210和在停止控制器1204中确定的差1224的相同量导致在线1208上来自位置控制器1202的位置控制信号和在线1218上来自停止控制器1204的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器1202中的增益1216和停止控制器1204中的增益1230选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置1301与测量活塞位置1302之间的差是相对小程度的负值。下停止距离1304与测量距离1306之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置1301与测量活塞位置1302之间的差的位置控制信号1308被选择为用于控制致动器1102的控制信号选择1307。结果,在此期间,测量活塞位置1302随着活塞1108被命令缩进而跟随期望活塞位置1301并且飞行控制面1100的测量距离1306朝向下停止角度1304移动。

在时间t1之后,期望活塞位置1301与测量活塞位置1302之间的差是相对大程度的负值。下停止距离1304与测量距离1306之间的差是相对小程度的负值。因此,在时间t1之后,基于下停止距离1304与测量距离1306之间的差的停止控制信号1309被选择为控制信号选择1307。结果,在此期间,即使活塞1108被命令进一步缩进也防止了飞行控制面1100离基准1119的测量距离1306超越下停止距离1304。

在时间t1处,期望活塞位置1301与测量活塞位置1302之间的差1310与下停止距离1304与测量距离1306之间的差1312相同。因此,当控制信号选择1307在时间t1处切换时位置控制信号1308和停止控制信号1309可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图14,根据例示性实施方式描绘了具有上停止距离的飞行控制面的例示。飞行控制面1400和致动器1402可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

飞行控制面1400的移动的机械范围的下限和上限分别由虚线轮廓1404和虚线轮廓1406指示。致动器1402包括活塞1408。活塞1408可在线1410与线1412之间指示的范围上移动。活塞1408按照适当的方式连接在飞行控制面1400的前缘处或附近,使得活塞1408的缩进使飞行控制面1400的后缘在朝向由虚线轮廓1404指示的机械范围的下限的方向上向下移动。在这个示例中,活塞1408的缩进和飞行控制面1400的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞1408的扩展使飞行控制面1400的后缘在朝向由虚线轮廓1406指示的机械范围的上限的方向上向上移动。活塞1408的扩展和飞行控制面1400的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

可以将上停止距离1418定义为飞行控制面1100离基准1419的最小容许距离。因此,飞行控制面1400的移动的容许范围1420的极限是由虚线轮廓1404指示的机械范围的下限和离基准1419的上停止距离1418。上停止距离1418可以是固定的或可变的。例如,但不限于,基准1419可以是静态对象或可移动对象,这期望飞行控制面1400可以接近于不比上停止距离1418更近。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量飞行控制面1400离基准1419的距离以标识飞行控制面1400离基准1419的当前距离。例如,当飞行控制面1400在离基准1419的距离1424内时可以测量到飞行控制面1400离基准1419的距离。在这种情况下,对于飞行控制面1400的移动的容许范围1420的部分1426可能未测量到飞行控制面1400离基准1419的距离,在所述部分1426中,飞行控制面1400离基准1419比距离1424更远。在这个示例中,在低于基准1419的方向上的距离被定义为正距离。

转向图15,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止距离的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器1500可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器1500被构造为生成用于控制与图14中的致动器1402和飞行控制面1400对应的致动器和结构1501的位置的控制信号。参照图14做出对图15的描述。

致动器控制器1500包括位置控制器1502、停止控制器1504和控制信号选择器1506。位置控制器1502在线1508上生成位置控制信号。位置控制器1502被构造为确定由位置命令1512指示的对于活塞1408的期望位置与指示活塞1408的当前位置的活塞位置测量结果1514之间的差1510。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果1514以标识活塞1408的当前位置。可以将对于活塞1408的期望位置与活塞1408的当前位置之间的差1510乘以增益1516以在线1508上生成位置控制信号。

停止控制器1504在线1518上生成停止控制信号。停止控制器1504被构造为确定飞行控制面1400的上停止距离1526与指示飞行控制面1400离基准1419的当前距离的距离测量结果1528之间的差1524。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供距离测量结果1528以标识飞行控制面1400离基准1419的当前距离。可以将上停止距离1526与飞行控制面1400离基准1419的当前距离之间的差1524乘以适当的增益1530以在线1518上生成停止控制信号。在这个示例中,增益1530改变上停止距离1526与飞行控制面1400离基准1419的当前距离之间的差1524的符号以在线1518上生成停止控制信号。

控制信号选择器1506被构造为选择线1508上的位置控制信号或线1518上的停止控制信号以作为线1532上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构1501。在这个示例中,当飞行控制面1400处于在飞行控制面1400的移动的容许范围1420的部分1426中的位置中时,飞行控制面1400离基准1419足够远,使得未测量到飞行控制面1400与基准1419之间的距离。在这种情况下,距离测量结果1528可能不是可得到的,并且停止控制信号可以没有通过停止控制器1504在线1518上生成。因此,当飞行控制面1400处于在飞行控制面1400的移动的容许范围1420的部分1426中的位置中时,控制信号选择器1506提供线1508上的位置控制信号作为线1532上的致动器控制信号。当飞行控制面1400在离基准1419的距离1424内时,测量到飞行控制面1400与基准1419之间的距离,距离测量结果1528是可得到的,并且停止控制器1504可以在线1518上生成停止控制信号。在这种情况下,控制信号选择器1506选择具有稍小幅值的线1508上的位置控制信号和线1518上的停止控制信号中的一个以作为线1532上的致动器控制信号来提供。

转向图16,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止距离的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号1600可以是在图15中用于控制图14中的飞行控制面1400的致动器控制器1500中的信号的示例。参照图14和图15做出对图16的描述。

期望活塞位置1601可以是用位置命令1512指示的对于活塞1408的期望位置。测量活塞位置1602可以是指示活塞1408的当前位置的活塞位置测量结果1514的示例。上停止距离1604可以指示飞行控制面1400的上停止距离1526。测量距离1606可以是指示飞行控制面1400离基准1419的当前距离的距离测量结果1528的示例。

飞行控制面1400在离基准1419的距离1424内,其中,在这个示例中始终可以测量到飞行控制面1400离基准1419的距离。因此,在这个示例中,控制信号选择器1506选择在线1508上来自位置控制器1502的位置控制信号或在线1518上来自停止控制器1504的停止控制信号为作为线1532上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构1501的控制信号选择1607。在这个示例中,控制信号选择器1506选择具有稍小幅值的线1508上的位置控制信号和线1518上的停止控制信号中的一个作为控制信号选择1607。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器1502中确定的差1510和在停止控制器1504中确定的差1524的相同量导致在线1508上来自位置控制器1502的位置控制信号和在线1518上来自停止控制器1504的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器1502中的增益1516和停止控制器1504中的增益1530选择为具有相同的绝对值幅值。然而,在这种情况下停止控制器1504中的增益1530改变差1524的符号。

在时间t1之前,期望活塞位置1601与测量活塞位置1602之间的差是相对小程度的正值。下停止距离1604与测量距离1606之间的差是相对大程度的负值。这个差在停止控制器1504中通过增益1530而被转换为相对大程度的正值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置1601与测量活塞位置1602之间的差的位置控制信号1608被选择为用于控制致动器1402的控制信号选择1607。结果,在此期间,测量活塞位置1602随着活塞1408被命令扩展而跟随期望活塞位置1601并且飞行控制面1400的测量距离1606朝向上停止距离1604移动。

在时间t1之后,期望活塞位置1601与测量活塞位置1602之间的差是相对大程度的正值。下停止距离1604与测量距离1606之间的差是相对小程度的负值。这个差在停止控制器1504中通过增益1530而被转换为相对小程度的正值。因此,在时间t1之后,基于上停止距离1604与测量距离1606之间的差的停止控制信号1609被选择为控制信号选择1607。结果,在此期间,即使活塞1408被命令进一步扩展也防止了飞行控制面1400离基准1419的测量距离1606超越上停止距离1604。

在时间t1处,期望活塞位置1601与测量活塞位置1602之间的差1610具有与上停止距离1604与测量距离1606之间的差1612相同的绝对值幅值。因此,当控制信号选择1607在时间t1处切换时位置控制信号1608和停止控制信号1609可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图17,根据例示性实施方式描绘了具有上停止距离和下停止距离的飞行控制面的例示。飞行控制面1700和致动器1702可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

飞行控制面1700的移动的机械范围的下限和上限分别由虚线轮廓1704和虚线轮廓1706指示。致动器1702包括活塞1708。活塞1708可在线1710与线1712之间指示的范围上移动。活塞1708按照适当的方式连接在飞行控制面1700的前缘处或附近,使得活塞1708的缩进使飞行控制面1700的后缘在朝向由虚线轮廓1704指示的机械范围的下限的方向上向下移动。在这个示例中,活塞1708的缩进和飞行控制面1700的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞1708的扩展使飞行控制面1700的后缘在朝向由虚线轮廓1706指示的机械范围的上限的方向上向上移动。活塞1708的扩展和飞行控制面1700的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

可以将下停止距离1714定义为飞行控制面1700离下基准1715的最小容许距离。可以将上停止距离1716定义为飞行控制面1700离上基准1717的最小容许距离。因此,飞行控制面1700的移动的容许范围1718的极限是离下基准1715的下停止距离1714和离上基准1717的上停止距离1716。下停止距离1714和上停止距离1716可以是固定的或可变的。例如,但不限于,下基准1715和上基准1717可以是静态对象或可移动对象,这期望飞行控制面1700可以接近于不分别比下停止距离1714和上停止距离1716更近。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量飞行控制面1700离下基准1715和上基准1717的距离以标识飞行控制面1700离下基准1715和上基准1717的当前距离。例如,当飞行控制面1700在离下基准1715的距离1720内时可以测量到飞行控制面1700离下基准1715的距离。当飞行控制面1700在离上基准1717的距离1722内时可以测量到飞行控制面1700离上基准1717的距离。在这种情况下,对于飞行控制面1700的移动的容许范围1718的部分1724可能未测量到飞行控制面1700离下基准1715或上基准1717的距离,在所述部分1724中,飞行控制面1700离下基准1715比距离1720更远并且离上基准1717比距离1722更远。在这个示例中,在离下基准1715的距离1720内的距离被定义为离下基准1715的正距离。在离上基准1717的距离1722内的距离被定义为离上基准1717的正距离。

转向图18,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止距离和下停止距离的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器1800可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器1800被构造为生成用于控制与图17中的致动器1702和飞行控制面1700对应的致动器和结构1801的位置的控制信号。参照图17做出对图18的描述。

致动器控制器1800包括位置控制器1802、停止控制器1804和控制信号选择器1806。位置控制器1802在线1808上生成位置控制信号。位置控制器1802被构造为确定由位置命令1812指示的对于活塞1708的期望位置与指示活塞1708的当前位置的活塞位置测量结果1814之间的差1810。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果1814以标识活塞1708的当前位置。可以将对于活塞1708的期望位置与活塞1708的当前位置之间的差1810乘以增益1816以在线1808上生成位置控制信号。

停止控制器1804在线1818上生成针对上停止距离的停止控制信号并且在线1819上生成针对下停止距离的停止控制信号。停止控制器1804被构造为确定飞行控制面1700的上停止距离1826与指示飞行控制面1700离上基准1717的当前距离的上距离测量结果1828之间的差1824。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供上距离测量结果1828以标识飞行控制面1700离上基准1717的当前距离。可以将上停止距离1826与飞行控制面1700离上基准1717的当前距离之间的差1824乘以适当的增益1830以在线1818上生成针对上停止距离的停止控制信号。在这个示例中,增益1830改变上停止距离1826与飞行控制面1700离上基准1717的当前距离之间的差1824的符号以在线1818上生成针对上停止距离的停止控制信号。

停止控制器1804还被构造为确定飞行控制面1700的下停止距离1834与指示飞行控制面1700离下基准1715的当前距离的下距离测量结果1836之间的差1832。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供下距离测量结果1836以标识飞行控制面1700离下基准1715的当前距离。可以将下停止距离1834与飞行控制面1700离下基准1715的当前距离之间的差1832乘以适当的增益1838以在线1819上生成针对下停止距离的停止控制信号。

控制信号选择器1806被构造为选择线1808上的位置控制信号或线1818上的停止控制信号或线1819上的停止控制信号中的一个以作为线1839上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构1801。当飞行控制面1700处于在飞行控制面1700的移动的容许范围1718的部分1724中的位置中时,飞行控制面1700离下基准1715和上基准1717足够远,使得可能未测量到飞行控制面1700及下基准1715和上基准1717之间的距离。在这种情况下,上距离测量结果1828和下距离测量结果1836可能不可用于通过停止控制器1804在线1818或线1819上生成停止控制信号。因此,当飞行控制面1700处于在飞行控制面1700的移动的容许范围1718的部分1724中的位置中时,控制信号选择器1806可以提供由位置控制器1802在线1808上生成的位置控制信号作为线1839上的致动器控制信号。

当飞行控制面1700不在飞行控制面1700的移动的容许范围1718的部分1724中的位置中时,飞行控制面1700处于在离上基准1717的距离1722内或在离下基准1715的距离1720内的位置中。当飞行控制面1700的位置在离上基准1717的距离1722内时,可以测量到飞行控制面1700与上基准1717之间的距离,使得上距离测量结果1828是可得到的并且停止控制器1804可以在线1818上生成针对上停止距离的停止控制信号。当飞行控制面1700的位置在离下基准1715的距离1720内时,可以测量到飞行控制面1700与下基准1715之间的距离,使得下距离测量结果1836是可得到的并且停止控制器1804可以在线1819上生成针对下停止距离的停止控制信号。因此,当飞行控制面1700不处于在飞行控制面1700的移动的容许范围1718的部分1724中的位置中时,控制信号选择器1806可以选择线1808上的位置控制信号、在线1818上针对上停止距离的停止控制信号或在线1819上针对下停止距离的停止控制信号中的一个以作为线1839上的致动器控制信号来提供。控制信号选择器1806可以被构造为基于线1808、线1818和线1819上的控制信号的相对幅值来做出这个选择。

当飞行控制面1700的位置不处于飞行控制面1700的移动的容许范围1718的部分1724中时,控制信号选择器1806中的第一选择器1840选择在线1808上来自位置控制器1802的位置控制信号和在线1818上来自停止控制器1804的针对上停止位置的停止控制信号中的稍小一个以在线1841上提供。控制信号选择器1806中的第二选择器1842然后选择在线1841上来自第一选择器1840的信号和在线1819上来自停止控制器1804的针对下停止距离的停止控制信号中的更大一个以在线1839上作为致动器控制信号来提供。

转向图19,根据例示性实施方式描绘了用于具有上停止距离和下停止距离的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号1900可以是在图18中用于控制图17中的飞行控制面1700的致动器控制器1800中的信号的示例。参照图17和图18做出对图19的描述。

期望活塞位置1901可以是由位置命令1812指示的对于活塞1708的期望位置的示例。测量活塞位置1902可以是指示活塞1708的当前位置的活塞位置测量结果1814的示例。上停止距离1904可以是飞行控制面1700的上停止距离1826的示例。测量上距离1905可以是指示飞行控制面1700离上基准1717的当前距离的上距离测量结果1828的示例。下停止距离1906可以是飞行控制面1700的下停止距离1834的示例。测量下距离1907可以是指示飞行控制面1700离下基准1715的当前距离的下距离测量结果1836的示例。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器1802中确定的差1810、在停止控制器1804中确定的差1824以及在停止控制器1804中确定的差1832的相同量导致在线1808上来自位置控制器1802的位置控制信号、在线1818上来自停止控制器1804的针对上停止距离的停止控制信号以及在线1819上来自停止控制器1804的针对下停止距离的停止控制信号的相同的绝对值幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器1802中的增益1816以及停止控制器1804中的增益1830和增益1838选择为具有相同的绝对值幅值。在这个示例中,停止控制器1804中的增益1830改变差1824的符号。

在时间t1之前,期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差是相对小程度的负值。上停止距离1904与测量上距离1905之间的差是相对大程度的负值。这个差在停止控制器1804中通过增益1830而被转换为相对大程度的正值。下停止距离1906与测量下距离1907之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差的位置控制信号1908被控制信号选择器1806选择为用于控制致动器1702的控制信号选择1909。结果,在此期间,测量活塞位置1902随着活塞1708被命令缩进而跟随期望活塞位置1901并且飞行控制面1700的测量下距离1907朝向下停止距离1906移动。

在时间t1和时间t2之间,期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差是相对大程度的负值。上停止距离1904与测量上距离1905之间的差保持相对大程度的负值。这个差在停止控制器1804中通过增益1830而被转换为相对大程度的正值。下停止距离1906与测量下距离1907之间的差是相对小程度的负值。因此,在时间t1与时间t2之间,基于下停止距离1906与测量下距离1907之间的差的针对下停止距离的停止控制信号1910被控制信号选择器1806选择为控制信号选择1909。结果,在此期间,即使活塞1708被命令进一步缩进也防止了飞行控制面1700的测量下距离1907超越下停止距离1906。

在时间t1处,期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差1911与下停止距离1906与测量下距离1907之间的差1912相同。因此,当控制信号选择1909在时间t1处切换时位置控制信号1908和针对下停止距离的停止控制信号1910可以相等,从而导致平滑的转变。

在时间t2与时间t3之间,期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差是相对小程度的正值。上停止距离1904与测量上距离1905之间的差是相对大程度的负值。这个差在停止控制器1804中通过增益1830而被转换为相对大程度的正值。下停止距离1906与测量下距离1907之间的差是负值。因此,在时间t2与时间t3之间,基于期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差的位置控制信号1908被控制信号选择器1806再次选择为用于控制致动器1702的控制信号选择1909。结果,在此期间,测量活塞位置1902随着活塞1708被命令扩展而跟随期望活塞位置1901并且飞行控制面1700远离下基准1715并且朝向上基准1717移动。

在时间t3之后,期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差是相对大程度的正值。上停止距离1904与测量上距离1905之间的差是相对小程度的负值。这个差在停止控制器1804中通过增益1830而被转换为相对小程度的正值。下停止距离1906与测量下距离1907之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t3之后,基于上停止距离1904与测量上距离1905之间的差的针对上停止距离1914的停止控制信号被控制信号选择器1806选择为控制信号选择1909。结果,在此期间,即使活塞1708被命令进一步扩展也防止了飞行控制面1700的测量上距离1905超越上停止距离1904。

在时间t3处,期望活塞位置1901与测量活塞位置1902之间的差1918的绝对值与上停止距离1904与测量上距离1905之间的差1920的绝对值相同。因此,当控制信号选择1009在时间t3处切换时位置控制信号1908和针对上停止距离的停止控制信号1914可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图20,根据例示性实施方式描绘了具有容许向下力的飞行控制面的例示。飞行控制面2000和致动器2002可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

致动器2002包括活塞2008。活塞2008可在线2010与线2012之间指示的范围上移动。活塞2008按照适当的方式连接在飞行控制面2000的前缘处或附近,使得活塞2008的缩进使飞行控制面2000的后缘在由箭头2014指示的方向上向下移动。在这个示例中,活塞2008的缩进和飞行控制面2000的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞2008的扩展使飞行控制面2000的后缘在由箭头2016指示的方向上向上移动。活塞2008的扩展和飞行控制面2000的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

弹簧2018表示抵抗飞行控制面2000的向下移动并且随着飞行控制面2000的位置向下移动而增加的力。换句话说,弹簧2018表示必须被提供给飞行控制面2000以在由箭头2014指示的方向上向下移动飞行控制面2000的力。例如,但不限于,由弹簧2018表示的力可以是飞行控制面2000中的机械结构变形、飞行控制面2000上的空气负荷、另一力或抵抗飞行控制面2000的向下移动并且随着飞行控制面2000向下移动而增加的各种力的组合的结果。另选地,或另外,弹簧2018可以表示抵抗活塞2008的缩进并且随着活塞2008进一步缩进而增加的力。在这个示例中,由弹簧2018表示的力被定义为负力。

由弹簧2018表示的飞行控制面2000上的力可能由于除飞行控制面2000的位置的改变以外的条件改变而改变。例如,但不限于,来自空气负荷的飞行控制面2000上的力可能由于飞行控制面2000的空速的改变而改变。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量由弹簧2018表示的飞行控制面2000上的力的量,以标识抵抗飞行控制面2000的向下移动的飞行控制面2000上的当前力。例如,但不限于,可以从致动器2002中的液压组件中的测量压力或按照任何其它适当的方式得到飞行控制面2000上的当前力。

可以将容许向下力定义为抵抗飞行控制面2000的向下移动的最大容许力。例如,但不限于,可以将容许向下力定义为致动器2002可以施加到飞行控制面2000以向下移动飞行控制面2000的最大容许力。容许向下力可以是固定的或可变的。在这个示例中,容许向下力被定义为负力。

转向图21,根据例示性实施方式描绘了用于具有容许向下力的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器2100可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器2100被构造为生成用于控制与图20中的致动器2002和飞行控制面2000对应的致动器和结构2101的位置的控制信号。参照图20做出对图21的描述。

致动器控制器2100包括位置控制器2102、停止控制器2104和控制信号选择器2106。位置控制器2102在线2108上生成位置控制信号。位置控制器2102被构造为确定由位置命令2112指示的对于活塞2008的期望位置与指示活塞2008的当前位置的活塞位置测量结果2114之间的差2110。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果2114以标识活塞2008的当前位置。可以将对于活塞2008的期望位置与活塞2008的当前位置之间的差2110乘以增益2116以在线2108上生成位置控制信号。

停止控制器2104在线2118上生成停止控制信号。停止控制器2104被构造为确定飞行控制面2000的容许向下力2126与如由力测量结果2128指示的抵抗飞行控制面2000的向下移动的力的当前量之间的差2124。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供力测量结果2128,以标识抵抗飞行控制面2000的向下移动的飞行控制面2000上的当前力。可以将容许向下力2126与抵抗飞行控制面2000的向下移动的力的当前量之间的差2124乘以适当的增益2130以在线2118上生成停止控制信号。

控制信号选择器2106被构造为选择在线2108上来自位置控制器2102的位置控制信号或在线2118上来自停止控制器2104的停止控制信号以作为线2132上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构2101。在这个示例中,控制信号选择器2106选择具有更大幅值的线2108上的位置控制信号和线2118上的停止控制信号中的一个以作为线2132上的致动器控制信号来提供。

转向图22,根据例示性实施方式描绘了用于具有容许向下力的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号2200可以是在图21中用于控制图20中的飞行控制面2000的致动器控制器2100中的信号的示例。参照图20和图21做出对图22的描述。

期望活塞位置2201可以是由位置命令2112指示的对于活塞2008的期望位置的示例。测量活塞位置2202可以是由活塞位置测量结果2114指示的活塞2008的当前位置的示例。容许向下力2204可以是飞行控制面2000的容许向下力2126的示例。测量向下力2206可以是如由力测量结果2128指示的抵抗飞行控制面2000的向下移动的飞行控制面2000上的力的当前量的示例。

控制信号选择器2106选择在线2108上来自位置控制器2102的位置控制信号或在线2118上来自停止控制器2104的停止控制信号为作为线2132上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构2101的控制信号选择2207。在这个示例中,控制信号选择器2106选择具有更大幅值的线2108上的位置控制信号和线2118上的停止控制信号中的一个作为控制信号选择2207。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器2102中确定的差2110和在停止控制器2104中确定的差2124的相同量导致在线2108上来自位置控制器2102的位置控制信号和在线2118上来自停止控制器2104的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器2102中的增益2116和停止控制器2104中的增益2130选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置2201与测量活塞位置2202之间的差是相对小程度的负值。容许向下力2204与测量向下力2206之间的差是相对大程度的负值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置2201与测量活塞位置2202之间的差的位置控制信号2208被选择为用于控制致动器2002的控制信号选择2207。结果,在此期间,测量活塞位置2202随着活塞2008被命令缩进而跟随期望活塞位置2201并且抵抗飞行控制面2000的向下移动的测量向下力2206的绝对值朝向容许向下力2204的绝对值增加。

在时间t1之后,期望活塞位置2201与测量活塞位置2202之间的差是相对大程度的负值。容许向下力2204与测量向下力2206之间的差是相对小程度的负值。因此,在时间t1之后,基于容许向下力2204与测量向下力2206之间的差的停止控制信号2209被选择为控制信号选择2207。结果,在此期间,即使活塞2008被命令进一步缩进也防止了抵抗飞行控制面2000的向下移动的测量向下力2206的绝对值超过容许向下力2204的绝对值。

在时间t1处,期望活塞位置2201与测量活塞位置2202之间的差2210与容许向下力2204与测量向下力2206之间的差2212相同。因此,当控制信号选择2207在时间t1处切换时位置控制信号2208和停止控制信号2209可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图23,根据例示性实施方式描绘了具有容许向上力的飞行控制面的例示。飞行控制面2300和致动器2302可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

致动器2302包括活塞2308。活塞2308可在线2310与线2312之间指示的范围上移动。活塞2308按照适当的方式连接在飞行控制面2300的前缘处或附近,使得活塞2308的缩进使飞行控制面2300的后缘在由箭头2314指示的方向上向下移动。在这个示例中,活塞2308的缩进和飞行控制面2300的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞2308的扩展使飞行控制面2300的后缘在由箭头2316指示的方向上向上移动。活塞2308的扩展和飞行控制面2300的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

弹簧2318表示抵抗飞行控制面2300的向上移动并且随着飞行控制面2300的位置向上移动而增加的力。换句话说,弹簧2318表示必须被提供给飞行控制面2300以在由箭头2316指示的方向上向上移动飞行控制面2300的力。例如,但不限于,由弹簧2318表示的力可以是飞行控制面2300中的机械结构变形、飞行控制面2300上的空气负荷、另一力或抵抗飞行控制面2300的向下移动并且随着飞行控制面2300向上移动而增加的各种力的组合的结果。另选地,或另外,弹簧2318可以表示抵抗活塞2308的扩展并且随着活塞2308进一步扩展而增加的力。在这个示例中,由弹簧2318表示的力被定义为正力。

由弹簧2318表示的飞行控制面2300上的力可能由于除飞行控制面2300的位置中的改变以外的条件改变而改变。例如,但不限于,来自空气负荷的飞行控制面2300上的力可能由于飞行控制面2300的空速的改变而改变。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量由弹簧2318表示的飞行控制面2300上的力的量,以标识抵抗飞行控制面2300的向上移动的飞行控制面2300上的当前力。例如,但不限于,可以从致动器2302中的液压组件中的测量压力或按照任何其它适当的方式得到飞行控制面2300上的当前力。

可以将容许向上力定义为抵抗飞行控制面2300的向上移动的最大容许力。例如,但不限于,可以将容许向上力定义为致动器2302可以施加到飞行控制面2300以向上移动飞行控制面2300的最大容许力。容许向上力可以是固定的或可变的。在这个示例中,容许向上力被定义为正力。

转向图24,根据例示性实施方式描绘了用于具有容许向上力的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器2400可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器2400被构造为生成用于控制与图23中的致动器2302和飞行控制面2300对应的致动器和结构2401的位置的控制信号。参照图23做出对图24的描述。

致动器控制器2400包括位置控制器2402、停止控制器2404和控制信号选择器2406。位置控制器2402在线2408上生成位置控制信号。位置控制器2402被构造为确定由位置命令2412指示的对于活塞2308的期望位置与指示活塞2308的当前位置的活塞位置测量结果2414之间的差2410。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果2414以标识活塞2308的当前位置。可以将对于活塞2308的期望位置与活塞2308的当前位置之间的差2410乘以增益2416以在线2408上生成位置控制信号。

停止控制器2404在线2418上生成停止控制信号。停止控制器2404被构造为确定飞行控制面2300的容许向上力2426与如由力测量结果2428指示的抵抗飞行控制面2300的向上移动的力的当前量之间的差2424。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供力测量结果2428,以标识抵抗飞行控制面2300的向上移动的飞行控制面2300上的当前力。可以将容许向上力2426与抵抗飞行控制面2300的向上移动的力的当前量之间的差2424乘以适当的增益2430以在线2418上生成停止控制信号。

控制信号选择器2406被构造为选择在线2408上来自位置控制器2402的位置控制信号或在线2418上来自停止控制器2404的停止控制信号以作为线2432上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构2401。在这个示例中,控制信号选择器2406选择线2408上的位置控制信号和线2418上的停止控制信号中的稍小一个以作为线2432上的致动器控制信号来提供。

转向图25,根据例示性实施方式描绘了用于具有容许向上力的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号2500可以是在图24中用于控制图23中的飞行控制面2300的致动器控制器2400中的信号的示例。参照图23和图24做出对图25的描述。

期望活塞位置2501可以是由位置命令2412指示的对于活塞2308的期望位置。测量活塞位置2502可以是由活塞位置测量结果2414指示的活塞2308的当前位置的示例。容许向上力2504可以是飞行控制面2300的容许向上力2426的示例。测量向上力2506可以是如由力测量结果2428指示的抵抗飞行控制面2300的向上移动的飞行控制面2300上的力的当前量的示例。

控制信号选择器2406选择在线2408上来自位置控制器2402的位置控制信号或在线2418上来自停止控制器2404的停止控制信号为作为线2432上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构2401的控制信号选择2507。在这个示例中,控制信号选择器2406选择线2408上的位置控制信号和线2418上的停止控制信号中的稍小一个作为控制信号选择2507。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器2402中确定的差2410和在停止控制器2404中确定的差2424的相同量导致在线2408上来自位置控制器2402的位置控制信号和在线2418上来自停止控制器2404的停止控制信号的相同幅值。例如,但不限于,可以在这种情况下将位置控制器2402中的增益2416和停止控制器2404中的增益2430选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置2501与测量活塞位置2502之间的差是相对小程度的正值。容许向上力2504与测量向上力2506之间的差是相对大程度的正值。因此,在时间t1之前,基于期望活塞位置2501与测量活塞位置2502之间的差的位置控制信号2508被选择为用于控制致动器2302的控制信号选择2507。结果,在此期间,测量活塞位置2502随着活塞2308被命令扩展而跟随期望活塞位置2501并且抵抗飞行控制面2300的向上移动的测量向上力2506朝向容许向上力2504增加。

在时间t1之后,期望活塞位置2501与测量活塞位置2502之间的差是相对大程度的正值。容许向上力2504与测量向上力2506之间的差是相对小程度的正值。因此,在时间t1之后,基于容许向上力2504与测量向上力2506之间的差的停止控制信号2509被选择为控制信号选择2507。结果,在此期间,即使活塞2308被命令进一步扩展也防止了抵抗飞行控制面2300的向上移动的测量向上力2506超过容许向上力2504。

在时间t1处,期望活塞位置2501与测量活塞位置2502之间的差2510与容许向上力2504与测量向上力2506之间的差2512相同。因此,当控制信号选择2507在时间t1处切换时位置控制信号2508和停止控制信号2509可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图26,根据例示性实施方式描绘了具有容许向下力和容许向上力的飞行控制面的例示。飞行控制面2600和致动器2602可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

致动器2602包括活塞2608。活塞2608可在线2610与线2612之间指示的范围上移动。活塞2608按照适当的方式连接在飞行控制面2600的前缘处或附近,使得活塞2608的缩进使飞行控制面2600的后缘在由箭头2614指示的方向上向下移动。在这个示例中,活塞2608的缩进和飞行控制面2600的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞2608的扩展使飞行控制面2600的后缘在由箭头2616指示的方向上向上移动。活塞2608的扩展和飞行控制面2600的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

弹簧2618表示抵抗飞行控制面2600的向下移动并且随着飞行控制面2600的位置向下移动而增加的力。换句话说,弹簧2618表示必须被提供给飞行控制面2600以在由箭头2614指示的方向上向下移动飞行控制面2600的力。另选地,或另外,弹簧2618可以表示抵抗活塞2608的缩进并且随着活塞2608进一步缩进而增加的力。在这个示例中,由弹簧2618表示的力被定义为负力。

弹簧2620表示抵抗飞行控制面2600的向上移动并且随着飞行控制面2600的位置向上移动而增加的力。换句话说,弹簧2620表示必须被提供给飞行控制面2600以在由箭头2616指示的方向上向上移动飞行控制面2600的力。另选地,或另外,弹簧2620可以表示抵抗活塞2608的扩展并且随着活塞2608进一步扩展而增加的力。在这个示例中,由弹簧2620表示的力被定义为正力。

由弹簧2618和弹簧2620表示的飞行控制面2600上的力可能由于除飞行控制面2600的位置中的改变以外的条件改变而改变。例如,但不限于,来自空气负荷的飞行控制面2600上的力可能由于飞行控制面2600的空速的改变而改变。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量由弹簧2618和弹簧2620表示的飞行控制面2600上的力的量,以标识抵抗飞行控制面2600的向下移动和向上移动的飞行控制面2600上的当前力。例如,但不限于,可以从致动器2602中的液压组件中的测量压力或按照任何其它适当的方式得到飞行控制面2600上的当前力。

可以将容许向下力定义为抵抗飞行控制面2600的向下移动的最大容许力。例如,但不限于,可以将容许向下力定义为致动器2602可以在活塞2608缩进时施加到飞行控制面2600以向下移动飞行控制面2600的最大容许力。在这个示例中,容许向下力被定义为负力。可以将容许向上力定义为抵抗飞行控制面2600的向上移动的最大容许力。例如,但不限于,可以将容许向上力定义为致动器2602可以在活塞2608扩展时施加到飞行控制面2600以向上移动飞行控制面2600的最大容许力。在这个示例中,容许向上力被定义为正力。容许向下力和容许向上力可以是固定的或可变的。

转向图27,根据例示性实施方式描绘了用于具有容许向下力和容许向上力的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器2700可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器2700被构造为生成用于控制与图26中的致动器2602和飞行控制面2600对应的致动器和结构2701的位置的控制信号。参照图26做出对图27的以下描述。

致动器控制器2700包括位置控制器2702、停止控制器2704和控制信号选择器2706。位置控制器2702在线2708上生成位置控制信号。位置控制器2702被构造为确定由位置命令2712指示的对于活塞2608的期望位置与指示活塞2608的当前位置的活塞位置测量结果2714之间的差2710。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果2714以标识活塞2608的当前位置。可以将对于活塞2608的期望位置与活塞2608的当前位置之间的差2710乘以增益2716以在线2708上生成位置控制信号。

停止控制器2704在线2718上生成针对容许向上力的停止控制信号并且在线2719上生成针对容许向下力的停止控制信号。停止控制器2704被构造为确定飞行控制面2600的容许向上力2726与如由力测量结果2728指示的抵抗飞行控制面2600的向上移动的力的当前量之间的差2724。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供力测量结果2728,以标识抵抗飞行控制面2600的向上移动或向下移动的飞行控制面2600上的当前力。可以将容许向上力2726与抵抗飞行控制面2600的向上移动的力的当前量之间的差2724乘以适当的增益2730以在线2718上生成针对容许向上力的停止控制信号。

停止控制器2704还被构造为确定飞行控制面2600的容许向下力2734与如由力测量结果2728指示的抵抗飞行控制面2600的向下移动的力的当前量之间的差2732。可以将容许向下力2734与抵抗飞行控制面2600的向下移动的力的当前量之间的差2732乘以适当的增益2736以在线2719上生成针对容许向下力的停止控制信号。

控制信号选择器2706被构造为选择在线2708上来自位置控制器2702的位置控制信号或在线2718或线2719上来自停止控制器2704的停止控制信号中的一个以作为线2737上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构2701。在这个示例,控制信号选择器2706基于线2708、线2718和线2719上的信号的相对幅值而选择线2708上的位置控制信号、在线2718上针对容许向上力的停止控制信号或在线2719上针对容许向下力的停止控制信号中的一个以作为线2737上的致动器控制信号来提供。

控制信号选择器2706中的第一选择器2738选择在线2708上来自位置控制器2702的位置控制信号和在线2718上来自停止控制器2704的针对容许向上力的停止控制信号中的稍小一个以在线2740上提供。控制信号选择器2706中的第二选择器2742然后选择在线2740上来自第一选择器2738的信号和在线2719上来自停止控制器2704的针对容许向下力的停止控制信号中的更大一个以作为线2737上的致动器控制信号来提供。

转向图28,根据例示性实施方式描绘了用于具有容许向下力和容许向下力的飞行控制面的控制器中的信号随着时间的推移的例示。信号2800可以是在图27中用于控制图26中的飞行控制面2600的致动器控制器2700中的信号的示例。参照图26和图27做出对图28的以下描述。

期望活塞位置2801可以是由位置命令2712指示的对于活塞2608的期望位置的示例。测量活塞位置2802可以是由活塞位置测量结果2714指示的活塞2608的当前位置的示例。容许向上力2804可以是飞行控制面2600的容许向上力2726的示例。容许向下力2805可以是飞行控制面2600的容许向下力2734的示例。测量力2806可以是如由力测量结果2728指示的抵抗飞行控制面2600的向上移动和向下移动的飞行控制面2600上的力的当前量的示例。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器2702中确定的差2710、在停止控制器2704中确定的差2724以及在停止控制器2704中确定的差2732的相同量导致在线2708上来自位置控制器2702的位置控制信号、在线2718上来自停止控制器2704的针对容许向上力的停止控制信号以及在线2719上来自停止控制器2704的针对容许向下力的停止控制信号的相同的绝对值幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器2702中的增益2716、停止控制器2704中的增益2730以及停止控制器2704中的增益2736选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差是相对小程度的正值。容许向上力2804与测量力2806之间的差是相对大程度的正值。容许向下力2805与测量力2806之间的差是相对大程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器2706的选择方法,在时间t1之前,基于期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差的位置控制信号2808被选择为用于控制致动器2602的控制信号选择2809。结果,在此期间,测量活塞位置2802随着活塞2608被命令扩展而跟随期望活塞位置2801并且飞行控制面2600上的测量力2806随着飞行控制面2600向上移动而朝向容许向上力2804增加。

在时间t1和时间t2之间,期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差是相对大程度的正值。容许向上力2804与测量力2806之间的差是相对小程度的正值。容许向下力2805与测量力2806之间的差是相对大程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器2706的选择方法,在时间t1与时间t2之间,基于容许向上力2804与测量力2806之间的差的针对容许向上力的停止控制信号2810被选择为控制信号选择2809。结果,在此期间,即使活塞2608被命令进一步扩展也防止了测量力2806超过容许向上力2804。

在时间t1处,期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差2811与容许向上力2804与测量力2806之间的差2812相同。因此,当控制信号选择2809在时间t1处切换时位置控制信号2808和针对容许向上力的停止控制信号2810可以相等,从而导致平滑的转变。

在时间t2和时间t3之间,期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差是相对小程度的负值。容许向上力2804与测量力2806之间的差是相对大程度的正值。容许向下力2805与测量力2806之间的差是相对大程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器2706的选择方法,在时间t2与时间t3之间,基于期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差的位置控制信号2808被再次选择为用于控制致动器2602的控制信号选择2809。结果,在此期间,测量活塞位置2802随着活塞2608被命令缩进而跟随期望活塞位置2801并且飞行控制面2600上的测量力2806的绝对值随着飞行控制面2600向下移动而朝向容许向下力2805的绝对值增加。

在时间t3之后,期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差是相对大程度的负值。容许向上力2804与测量力2806之间的差是相对大程度的正值。容许向下力2805与测量力2806之间的差是相对小程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器2706的选择方法,在时间t3之后,基于容许向下力2805与测量力2806之间的差的针对容许向下力的停止控制信号2814被选择为控制信号选择2809。结果,在此期间,即使活塞2608被命令进一步缩进也防止了测量力2806的绝对值超过容许向下力2805的绝对值。

在时间t3处,期望活塞位置2801与测量活塞位置2802之间的差2818与容许向下力2805与测量力2806之间的差2820相同。因此,当控制信号选择2809在时间t3处切换时位置控制信号2808和针对容许向下力的停止控制信号2814可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图29,根据例示性实施方式描绘了具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的例示。飞行控制面2900和致动器2902可以是图1中的飞机控制面104和致动器103的一个实施方式的示例。

致动器2902包括活塞2908。活塞2908可在线2910与线2912之间指示的范围上移动。活塞2908按照适当的方式连接在飞行控制面2900的前缘处或附近,使得活塞2908的缩进使飞行控制面2900的后缘在由箭头2914指示的方向上向下移动。在这个示例中,活塞2908的缩进和飞行控制面2900的后缘的向下移动被定义为在负方向上的移动。活塞2908的扩展使飞行控制面2900的后缘在由箭头2916指示的方向上向上移动。活塞2908的扩展和飞行控制面2900的后缘的向上移动被定义为在正方向上的移动。

角度传感器2918可以被构造为按照任何适当的方式标识飞行控制面2900的角度。例如,但不限于,角度传感器2918可以通过到飞行控制面2900的物理连接或按照任何其它适当的方式标识飞行控制面2900的角度。

可以将飞行控制面2900的下停止角度定义为飞行控制面2900的后缘在由线2920所指示的位置处的飞行控制面2900的角度。下停止角度可以是固定的或可变的。例如,但不限于,下停止角度可以由静态对象或可移动对象定义,这期望飞行控制面2900可以非常紧密地接近但不允许撞击,或者按照另一适当的方式接近。

弹簧2924表示抵抗飞行控制面2900的向下移动并且随着飞行控制面2900的位置向下移动而增加的力。换句话说,弹簧2924表示必须被提供给飞行控制面2900以在由箭头2914指示的方向上向下移动飞行控制面2900的力。例如,但不限于,由弹簧2924表示的力可以是飞行控制面2900中的机械结构变形、飞行控制面2900上的空气负荷、另一力或抵抗飞行控制面2900的向下移动并且随着飞行控制面2900向下移动而增加的各种力的组合的结果。另选地,或另外,弹簧2924可以表示抵抗活塞2908的缩进并且随着活塞2908进一步缩进而增加的力。在这个示例中,由弹簧2924表示的力被定义为负力。

由弹簧2924表示的飞行控制面2900上的力可能由于除飞行控制面2900的位置中的改变以外的条件改变而改变。例如,但不限于,来自空气负荷的飞行控制面2900上的力可能由于飞行控制面2900的空速的改变而改变。

可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来测量由弹簧2924表示的飞行控制面2900上的力的量,以标识抵抗飞行控制面2900的向下移动的飞行控制面2900上的当前力。例如,但不限于,可以从致动器2902中的液压组件中的测量压力或按照任何其它适当的方式得到飞行控制面2900上的当前力。

可以将容许向下力定义为抵抗飞行控制面2900的向下移动的最大容许力。例如,但不限于,可以将容许向下力定义为致动器2902可以在活塞2908缩进时施加到飞行控制面2900以向下移动飞行控制面2900的最大容许力。容许向下力可以是固定的或可变的。在这个示例中,容许向下力被定义为负力。

转向图30,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的控制器的框图的例示。致动器控制器3000可以是图1中的致动器控制器100的一个实施方式的示例。致动器控制器3000被构造为生成用于控制与图29中的致动器2902和飞行控制面2900对应的致动器和结构3001的位置的控制信号。参照图29做出对图30的以下描述。

致动器控制器3000包括位置控制器3002、停止控制器3004和控制信号选择器3006。位置控制器3002在线3008上生成位置控制信号。位置控制器3002被构造为确定由位置命令3012指示的对于活塞2908的期望位置与指示活塞2908的当前位置的活塞位置测量结果3014之间的差3010。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来获得活塞位置测量结果3014以标识活塞2908的当前位置。可以将对于活塞2908的期望位置与活塞2908的当前位置之间的差3010乘以增益3016以在线3008上生成位置控制信号。

停止控制器3004在线3018上生成针对容许向下力的停止控制信号并且在线3019上生成针对下停止角度的停止控制信号。停止控制器3004被构造为确定飞行控制面2900的容许向下力3026与如由力测量结果3028指示的抵抗飞行控制面2900的向下移动的力的当前量之间的差3024。可以按照任何适当的方式使用任何适当的传感器来提供力测量结果3028,以标识抵抗飞行控制面2900的向下移动的飞行控制面2900上的当前力。可以将容许向下力3026与抵抗飞行控制面2900的向下移动的力的当前量之间的差3024乘以适当的增益3030以在线3018上生成针对容许向下力的停止控制信号。

停止控制器3004还被构造为确定飞行控制面2900的下停止角度3034与如由面角度测量结果3036指示的飞行控制面2900的当前角度之间的差3032。例如,但不限于,面角度测量结果3036可以由角度传感器2918提供。可以将下停止角度3034与飞行控制面2900的当前角度之间的差3032乘以适当的增益3040以在线3019上生成针对下停止角度的停止控制信号。

控制信号选择器3006被构造为选择在线3008上来自位置控制器3002的位置控制信号或在线3018或线3019上来自停止控制器3004的停止控制信号中的一个以作为线3042上的致动器控制信号提供来控制致动器和结构3001。在这个示例,控制信号选择器3006选择线3008上的位置控制信号、在线3018上针对容许向下力的停止控制信号或在线3019上针对下停止角度的停止控制信号中的最大一个以作为线3042上的致动器控制信号来提供。

转向图31,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的控制器中的第一信号随着时间的推移的例示。信号3100可以是在图30中用于控制图29中的飞行控制面2900的致动器控制器3000中的信号的示例。参照图29和图30做出对图31的以下描述。

期望活塞位置3101可以是由位置命令3012指示的对于活塞2908的期望位置的示例。测量活塞位置3102可以是由活塞位置测量结果3014指示的活塞2908的当前位置的示例。容许向下力3104可以是飞行控制面2900的容许向下力3026的示例。测量力3105可以是如由力测量结果3028指示的抵抗飞行控制面2900的向下移动的飞行控制面2900上的力的当前量的示例。下停止角度3106可以是飞行控制面2900的下停止角度3034的示例。测量角度3107可以是如由面角度测量结果3036指示的飞行控制面2900的当前角度的示例。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器3002中确定的差3010、在停止控制器3004中确定的差3024以及在停止控制器3004中确定的差3032的相同量导致在线3008上来自位置控制器3002的位置控制信号、在线3018上来自停止控制器3004的针对容许向下力的停止控制信号以及在线3019上来自停止控制器3004的针对下停止角度的停止控制信号的相同的绝对值幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器3002中的增益3016、停止控制器3004中的增益3030以及停止控制器3004中的增益3040选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置3101与测量活塞位置3102之间的差是相对小程度的负值。容许向下力3104与测量力3105之间的差是相对大程度的负值。下停止角度3106与测量角度3107之间的差是相对大程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器3006的选择方法,在时间t1之前,基于期望活塞位置3101与测量活塞位置3102之间的差的位置控制信号3108被选择为用于控制致动器2902的控制信号选择3109。结果,在此期间,测量活塞位置3102随着活塞2908被命令缩进而跟随期望活塞位置3101并且飞行控制面2900上的测量力3105的绝对值随着飞行控制面2900的测量角度3107朝向下停止角度3106向下移动而朝向容许向下力3104的绝对值增加。

在时间t1之后,期望活塞位置3101与测量活塞位置3102之间的差是相对大程度的负值。容许向下力3104与测量力3105之间的差是相对小程度的负值。下停止角度3106与测量角度3107之间的差是相对大程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器3006的选择方法,在时间t1之后,基于容许向下力3104与测量力3105之间的差的针对容许向下力的停止控制信号3110被选择为控制信号选择3109。在这种情况下,飞行控制面2900上的测量力3105在飞行控制面2900的测量角度3107到达下停止角度3106之前到达容许向下力3104。结果,在此期间,即使活塞2908被命令进一步缩进也防止了测量力3105的绝对值超过容许向下力3104的绝对值。

在时间t1处,期望活塞位置3101与测量活塞位置3102之间的差3111与容许向下力3104与测量力3105之间的差3112相同。因此,当控制信号选择3109在时间t1处切换时位置控制信号3108和针对容许向下力的停止控制信号3110可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图32,根据例示性实施方式描绘了用于具有下停止角度和容许向下力的飞行控制面的控制器中的第二信号随着时间的推移的例示。信号3200可以是在图30中用于控制图29中的飞行控制面2900的致动器控制器3000中的信号的示例。参照图29和图30做出对图32的以下描述。

期望活塞位置3201可以是由位置命令3012指示的对于活塞2908的期望位置的示例。测量活塞位置3202可以是由活塞位置测量结果3014指示的活塞2908的当前位置的示例。容许向下力3204可以是飞行控制面2900的容许向下力3026的示例。测量力3205可以是如由力测量结果3028指示的抵抗飞行控制面2900的向下移动的飞行控制面2900上的力的当前量的示例。下停止角度3206可以是飞行控制面2900的下停止角度3034的示例。测量角度3207可以是如由面角度测量结果3036指示的飞行控制面2900的当前角度的示例。

出于简单的目的,在这个示例中,在位置控制器3002中确定的差3010、在停止控制器3004中确定的差3024以及在停止控制器3004中确定的差3032的相同量导致在线3008上来自位置控制器3002的位置控制信号、在线3018上来自停止控制器3004的针对容许向下力的停止控制信号以及在线3019上来自停止控制器3004的针对下停止角度的停止控制信号的相同的绝对值幅值。例如,但不限于,在这种情况下可以将位置控制器3002中的增益3016、停止控制器3004中的增益3030以及停止控制器3004中的增益3040选择为相同的。

在时间t1之前,期望活塞位置3201与测量活塞位置3202之间的差是相对小程度的负值。容许向下力3204与测量力3205之间的差是相对大程度的负值。下停止角度3206与测量角度3207之间的差是相对大程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器3006的选择方法,在时间t1之前,基于期望活塞位置3201与测量活塞位置3202之间的差的位置控制信号3208被选择为用于控制致动器2902的控制信号选择3209。结果,在此期间,测量活塞位置3202随着活塞2908被命令缩进而跟随期望活塞位置3201并且飞行控制面2900上的测量力3205的绝对值随着飞行控制面2900的测量角度3207朝向下停止角度3206向下移动而朝向容许向下力3204的绝对值增加。

在时间t1之后,期望活塞位置3201与测量活塞位置3202之间的差是相对大程度的负值。容许向下力3204与测量力3205之间的差是相对大程度的负值。下停止角度3206与测量角度3207之间的差是相对小程度的负值。因此,应用如以上所描述的控制信号选择器3006的选择方法,在时间t1之后,基于下停止角度3206与测量角度3207之间的差的针对下停止角度的停止控制信号3210被选择为控制信号选择3209。在这种情况下,飞行控制面2900的测量角度3207在飞行控制面2900上的测量力3205到达容许向下力3204之前到达下停止角度3206。结果,在此期间,即使活塞2908被命令进一步缩进也防止了飞行控制面2900的测量角度3207超过下停止角度3206。

在时间t1处,期望活塞位置3201与测量活塞位置3202之间的差3211与下停止角度3206与测量角度3207之间的差3214相同。因此,当控制信号选择3209在时间t1处切换时位置控制信号3208和针对下停止角度的停止控制信号3210可以相等,从而导致平滑的转变。

转向图33,根据例示性实施方式描绘了用于控制结构的位置的过程的流程图的例示。例如,但不限于,可以在致动器控制器100中实现过程330以控制图1中的结构102的位置。

过程3300可以从接收指示对于结构的期望位置的位置命令开始(操作3302)。例如,但不限于,位置命令可以指示对于结构它本身或用于移动结构的致动器的期望位置。还可以接收指示结构的实际当前位置的位置反馈(操作3304)。例如,但不限于,位置反馈可以由用于测量结构的当前位置或用于移动结构的致动器的当前位置的位置传感器提供。然后可以基于对于结构的期望位置与由位置反馈指示的实际当前位置之间的差来生成位置控制信号(操作3306)。例如,但不限于,可以通过将对于结构的期望位置与所测量到的结构的当前位置之间的差乘以增益或者通过使用通常可用于且适于正被控制的系统的任何其它控制方法来生成位置控制信号。

然后可以确定结构的当前位置是否在结构被构造为移动的位置范围的部分内(操作3308)。结构的位置范围的所述部分可以包括位置范围的如下的一部分,即,对于该部分,期望仅使用基于对于结构的期望位置与结构的实际当前位置之间的差而生成的位置控制信号来控制结构的移动。例如,但不限于,结构的位置范围的所述部分可以与结构的停止位置分开。响应于在操作3308处结构的位置在位置范围的所述部分内的确定,可以将在操作3306中生成的位置控制信号发送到用于控制结构的位置的致动器(操作3310)。

当在操作3308处确定了结构的位置不在位置范围的所述部分内时,可以接收到停止反馈(操作3312)。例如,但不限于,停止反馈可以由用于测量与停止条件3316对应的当前实际条件的任何适当的传感器提供。然后可以使用在操作3312中接收到的停止反馈和停止条件3316来生成停止控制信号(操作3314)。例如,但不限于,可以通过将针对结构的停止条件3316与所测量到的结构的当前条件之间的差乘以增益或者通过使用通常可用于且适于正被控制的系统的任何其它控制方法来生成停止控制信号。

然后可以选择在操作3306中生成的位置控制信号和在操作3314中生成的停止控制信号中的选定一个(操作3318)。例如,可以基于位置控制信号和停止控制信号的相对幅值而选择位置控制信号和停止控制信号中的一个。然后可以将位置控制信号和停止控制信号中的已选定一个发送到致动器以控制结构的位置(操作3320)。

紧跟操作3310和操作3320之后,可以确定控制结构的位置是否将继续(操作3322)。响应于在操作3322处结构的位置将继续被控制的确定,可以通过返回到操作3302而重复过程3300。否则,过程终止。

不同描绘的实施方式中的流程图和框图例示了例示性实施方式中的设备和方法的一些可能的实施方式的架构、功能性和操作。在这方面,流程图或框图中的每个块可以表示模块、段、功能和/或操作或步骤的一部分。例如,这些块中的一个或更多个可以作为程序代码、用硬件或程序代码和硬件的组合加以实现。当用硬件加以实现时,硬件例如可以采取集成电路的形式,所述集成电路被制造或构造为执行流程图或框图中的一个或更多个操作。

在例示性实施方式的一些另选的实施方式中,块中所指出的一个或更多个功能可以不按照图中所示的顺序发生。例如,在一些情况下,取决于所牵涉的功能性,可以基本上同时执行相继示出的两个块,或者有时可以按照相反顺序执行这些块。并且,可以添加除流程图或框图中所例示的块之外的其它块。

不同的例示性实施方式的描述已被呈现用于例示和描述的目的,并且不旨在为详尽的或以所公开的形式限制实施方式。例如,例示性实施方式不限于图2到图31所呈现的示例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。此外,与其它例示性实施方式相比不同的例示性实施方式可以提供不同的有益效果。选取并且描述了所选择的一个或更多个实施方式,以便最好地说明实施方式的原理、实际应用,并且以便使得本领域技术人员能够针对具有如适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施方式来理解本公开。

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