本公开内容一般地涉及用于旋翼飞行器的动力需求预测系统，并且具体地涉及能够使用包括但不限于周期距控制位置(cycliccontrolposition)的来自各种源的旋翼飞行器数据来预测对发动机的动力需求的动力需求预测系统。
背景技术：
对诸如直升机的旋翼飞行器的发动机的动力需求可以基于正被执行的操作而随时间变化。例如，在直升机起飞期间或者在诸如固定总距起飞的一些演习中，可能对发动机施加增加的动力需求。这样的增加的动力需求可能导致低旋翼转速，或“旋翼下垂(droop)”，其中发动机不能以足够的速度驱动旋翼以保持飞行。一些旋翼飞行器缺乏预测动力需求的能力，并且在调节发动机输出之前必须等待旋翼速度或扭矩异常发生。然而，因为发动机输出在旋翼异常之后增加或减少，这样的旋翼飞行器容易旋翼下垂或过冲，使得旋翼飞行器容易操作危险及无效。动力需求预测能够有助于将旋翼速度保持在选定范围内，而不管旋翼飞行器正执行的操作如何，这直接影响旋翼速度性能。一些直升机使用其主旋翼桨叶的总距控制(collectivecontrol)来预测对发动机的动力需求。然而，当这样的直升机由于与总距控制无关的因素而经受动力需求的变化时，直升机可能无法预测或提供及时的动力输出响应。因此，需要使用传感器数据、非总距输入和/或其他数据有效且高效地预测对发动机的动力需求以改善旋翼飞行器性能的动力需求预测系统。
技术实现要素：
在第一方面中，本公开内容涉及一种用于旋翼飞行器的动力需求预测系统，该动力需求预测系统包括发动机子系统，该发动机子系统包括具有动力输出的发动机。动力需求预测系统还包括包含周期距控制传感器(cycliccontrolsensor)的一个或更多个传感器。所述一个或更多个传感器能够操作成检测旋翼飞行器的一个或更多个飞行参数，以形成包括周期距控制位置的传感器数据。动力需求预测模块与发动机子系统和一个或更多个传感器进行数据通信。动力需求预测模块能够操作成使用传感器数据预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。发动机子系统能够操作成基于从动力需求预测模块接收的动力需求预测信号来调节发动机的动力输出。
在一些实施方式中，发动机子系统可以在由动力需求预测模块预测的动力需求被施加至发动机之前调节发动机的动力输出。在某些实施方式中，动力需求预测系统可以包括：一个或更多个致动器，每个致动器能够操作成移动旋翼飞行器的一部分；以及控制律模块，其能够操作成基于传感器数据生成一个或更多个移动所述一个或更多个致动器的命令以形成一个或更多个致动器位置命令。在这样的实施方式中，动力需求预测模块能够操作成使用一个或更多个致动器位置命令预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。所述一个或更多个致动器可以包括一个或更多个主旋翼致动器。在一些实施方式中，动力需求预测系统可以包括一个或更多个致动器，每个致动器能够定位在多个致动器位置之间以基于传感器数据移动旋翼飞行器的一部分。在这样的实施方式中，动力需求预测模块能够操作成使用致动器位置预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。
在某些实施方式中，动力需求预测系统可以包括操纵检测模块，该操纵检测模块能够操作成基于传感器数据检测由旋翼飞行器执行的操纵。在这样的实施方式中，动力需求预测模块能够操作成基于操纵预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。在一些实施方式中，由操纵检测模块检测的操纵可以是固定总距起飞或平移离开高架平台。在某些实施方式中，一个或更多个传感器可以包括高度传感器，并且操纵检测模块可以使用来自高度传感器的高度数据来检测旋翼飞行器平移离开高架平台。
在一些实施方式中，发动机子系统可以包括具有调节器的发动机接口，所述发动机接口接收动力需求预测信号以供调节器使用来调节发动机的动力输出。在某些实施方式中，动力需求预测模块可以在飞行控制计算机上实现。在一些实施方式中，一个或更多个传感器可以包括空速传感器、高度传感器、风速传感器或总距控制传感器中至少之一。
在第二方面中，本公开内容涉及一种用于预测旋翼飞行器的发动机的动力需求的方法。该方法包括：从一个或更多个传感器接收一个或更多个飞行参数以形成传感器数据；使用传感器数据预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号；以及将动力需求预测信号发送至发动机子系统，以使发动机子系统能够基于动力需求预测信号来调节发动机的动力输出。
该方法可以包括：基于传感器数据生成一个或更多个移动旋翼飞行器的一个或更多个致动器的命令以形成一个或更多个致动器位置命令；其中使用传感器数据预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号还包括使用所述一个或更多个致动器位置命令预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。该方法可以包括：将旋翼飞行器的一个或更多个致动器定位到多个致动器位置之一中以使用传感器数据来移动旋翼飞行器的一部分；其中，使用传感器数据预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号还包括使用致动器位置预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。该方法可以包括：对动力需求预测信号进行滤波以去除定常分量，并对动力需求预测信号进行整形以匹配与所述一个或更多个飞行参数相关联的下垂；将周期距控制位置调整到期望的每分钟转数误差；或基于包括空速、高度或空气温度中至少之一的环境条件来调节动力需求预测信号。
在第三方面中，本公开内容涉及一种旋翼飞行器，其包括：机身；相对于机身可旋转的旋翼桨毂组件；发动机子系统，其包括具有动力输出以向旋翼桨毂组件提供旋转能量的发动机；以及包括周期距控制传感器的一个或更多个传感器。所述一个或更多个传感器能够操作成检测旋翼飞行器的一个或更多个飞行参数以形成包括周期距控制位置的传感器数据。旋翼飞行器还包括与发动机子系统和一个或更多个传感器进行数据通信的飞行控制计算机。飞行控制计算机包括动力需求预测模块，动力需求预测模块能够操作成使用传感器数据预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。发动机子系统能够操作成基于从动力需求预测模块接收的动力需求预测信号来调节发动机的动力输出。在一些实施方式中，旋翼飞行器可以是电传操纵旋翼飞行器。在某些实施方式中，飞行控制计算机可以使用完全授权增强飞行控制系统或者三回路(loop)飞行控制系统来实现。
附图说明
为了更全面地理解本公开内容的特征和优点，现在参照详细描述以及附图，在附图中，不同附图中的相应附图标记指代相应部分，并且在附图中：
图1a至图1b是根据本公开内容的实施方式的使用动力需求预测系统的示例性旋翼飞行器的示意图；
图2是根据本公开内容的实施方式的动力需求预测系统的示意图；
图3a至图3b是根据本公开内容的实施方式的执行固定总距起飞的直升机的侧视图；
图4a至图4b是根据本公开内容的实施方式的平移离开高架平台的直升机的侧视图；
图4c是示出了图4a至图4b中的直升机随时间的动力需求的图表；
图5是根据本公开内容的实施方式的动力需求预测系统的示意图；
图6是根据本公开内容的实施方式的动力需求预测系统的示意图；以及
图7是根据本公开内容的实施方式的用于预测对旋翼飞行器发动机的动力需求的方法的流程图。
具体实施方式
虽然以下详细论述了本公开内容的各种实施方式的形成和使用，但应理解的是，本公开内容提供了许多可应用的发明构思，其可以以各种各样的具体上下文来体现。本文讨论的具体实施方式仅仅是说明性的，并不限定本公开内容的范围。为了清楚起见，在本说明书中可能没有描述实际实现的所有特征。当然可以理解的是，在任何这样的实际实施方式的开发中，必须作出许多特定实现的决定以实现开发者的具体目标，诸如符合系统相关和商业相关的将根据一个实现到另一个实现变化的约束。而且，将意识到，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的普通技术人员而言仍然是常规任务。
在说明书中，当在附图中描述装置时，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，本文所描述的装置、构件、装置等可以以任何期望的定向来定位。因此，用于描述各个部件之间的空间关系或者描述这些部件的各个方面的空间定向的诸如“在……之上”，“在……之下”，“上”，“下”的术语或其他类似术语的使用应该被理解为分别描述这些部件之间的相对关系或这些部件的各个方面的空间取向，因为本文描述的装置可以以任何期望的方向定向。
参照附图中的图1a和图1b，实现动力需求预测系统的旋翼飞行器被示意性地示出且总体标记为10。旋翼飞行器10具有包括多个旋翼桨叶组件14的旋翼桨毂组件12。旋翼桨毂组件12相对于旋翼飞行器10的机身16可旋转。旋翼桨毂组件12通过塔杆(mast)18被支撑在旋翼飞行器10的顶上。起落架系统20为旋翼飞行器10提供地面支撑。旋翼桨叶组件14的桨距可以被同时和/或周期地操纵以选择性地控制旋翼飞行器10的方向、推力和升力。总距控制22可以通过同时改变所有旋翼桨叶组件14的独立于其位置的桨距角来用于控制旋翼飞行器10的高度。因此，如果通过总距控制22进行总距输入，则所有的旋翼桨叶组件14的桨距角同时且同等地变化，引起旋翼飞行器10的高度增加或减小。周期距控制24可以通过周期地控制旋翼桨叶组件14的桨距来用于控制旋翼飞行器10的姿态和空速。更具体地，旋翼桨叶组件14中的每个的相对桨距或顺桨角将随着其旋转而变化。除非另外指出，否则如本文所使用的，“或”不要求相互排斥。相对桨距的变化具有改变每个旋翼桨叶组件14在其旋转时的迎角及因此产生的升力的效果。因此，如果周期距控制24向前或向后移动，作为旋翼桨叶组件14联接至的主旋翼致动组件26的一部分的旋翼盘分别向前或向后倾斜并且沿向前方向或向后方向产生推力。类似地，如果周期距控制24向右或向左移动，则旋翼盘分别向右或向左倾斜并且沿向右方向或向左方向产生推力。
旋翼飞行器10实现预测对发动机28的动力需求的动力需求预测系统。发动机28生成动力输出以向旋翼桨毂组件12提供旋转能量。与仅使用旋翼桨叶组件14的总距定位来确定对发动机28的动力需求的先前动力需求预测系统不同，说明性实施方式的动力需求预测系统使用来自各种源的数据在这种动力需求实际发生之前确定对发动机28的动力需求。旋翼飞行器10包括实现动力需求预测模块32的飞行控制计算机30。在所示的实施方式中，旋翼飞行器10是电传操纵旋翼飞行器。
在一些实施方式中，动力需求预测模块32可以使用来自传感器34、36、38的传感器数据来预测对发动机28的动力需求。传感器34、36、38检测旋翼飞行器10的各种飞行参数，例如周期距控制24的位置或移动、空速、高度和/或风速等等。在其他实施方式中，动力需求预测模块32可以使用由飞行控制计算机30实现的控制律模块发出的命令来预测对发动机28的动力需求。特别地，动力需求预测模块32所使用的命令可以是致动器位置命令，基于控制律，致动器位置命令基于来自传感器34、36、38的传感器数据使旋翼飞行器10上的主旋翼致动组件26和/或其他致动器移动。致动器位置命令以及可以由动力需求预测模块32使用的其他命令的非限制性示例包括周期距致动器需求、总距致动器命令、如可以在混合系统中使用的旋翼致动器命令的任意组合，定向致动器命令等。在其他实施方式中，动力需求预测模块32使用包括主旋翼致动组件26的旋翼飞行器10中的致动器的位置来预测对发动机28的动力需求。除了主旋翼致动组件26的致动器位置之外，动力需求预测模块32也可以使用用于尾部旋翼40的致动器的位置或旋翼飞行器10上的任何可移动的舵面。因此，由旋翼飞行器10实现的动力需求预测系统可以使用多种数据源来预测对发动机28的动力需求，从而改善旋翼飞行器性能并且防止当对发动机28的动力需求改变时旋翼桨毂组件12的下垂或过冲。
应当理解的是，旋翼飞行器10仅仅是可以实现本文中公开的实施方式的各种飞行器的示例。事实上，动力需求预测系统可以在具有变化的动力需求的包括一个或更多个发动机的任何飞行器上使用。其他飞行器实现方式可以包括混合飞行器、倾转旋翼飞行器、偏转翼飞行器、四倾转旋翼飞行器、无人驾驶飞行器、旋翼机、飞机等。如此，本领域技术人员将认识到，本文中公开的动力需求预测系统可以集成到各种飞行器配置中。应该理解的是，尽管飞行器特别适合于实现本公开内容的实施方式，但是非飞行器交通工具和装置也可以实现这些实施方式。
参照图2、图3a至图3b和图4a至图4c，动力需求预测系统被示意性地示出并且总体标记为100。动力需求预测系统100在旋翼飞行器102上实现并且包括：动力需求预测模块104，其在与一个或更多个传感器108进行数据通信的飞行控制计算机106上执行；一个或多个致动器110；以及发动机子系统112，其包括发动机接口114和一个或更多个发动机116。飞行控制计算机106包括控制律模块118，控制律模块118基于来自传感器108的传感器数据122生成使致动器110移动的致动器位置命令120。动力需求预测模块104使用来自传感器108的传感器数据122、来自控制律模块118的致动器位置命令120、致动器110的致动器位置124或其任何组合来预测发动机116的动力需求，以形成发送至发动机接口114的动力需求预测信号126，使得调节器128可以调节发动机116的动力输出。调节器128在将由动力需求预测模块104预测的动力需求施加于发动机116之前调节发动机116的动力输出，以将旋翼飞行器102的一个或更多个旋翼的旋转速度保持在预定范围内。
传感器108直接或间接地检测旋翼飞行器102的飞行参数，以形成由动力需求预测模块104使用的传感器数据122。传感器108可以包括检测周期距控制的位置或移动的周期距控制传感器130，周期距控制的位置或移动可以形成发送至动力需求预测模块104的传感器数据122的一部分。传感器108可以包括空速传感器132，其可以采用多普勒雷达、全球定位卫星或其他空速检测技术。传感器108还可以包括高度传感器134例如雷达高度计、姿态传感器136和/或风速传感器138。传感器108还可以包括检测旋翼飞行器102的总距控制的位置或移动的总距控制传感器140。事实上，动力需求预测系统100可以使用的不同类型的传感器108很多，其非限制性示例包括重量传感器例如货物重量传感器、旋翼速度传感器、np传感器、机舱倾斜角度传感器、直升机或倾转旋翼飞行器塔架角度传感器、动力涡轮机输出速度传感器、气体温度传感器、节气门位置传感器、压缩机速度传感器、发动机扭矩输出传感器、致动器位置传感器、气压高度传感器、压缩机空气温度传感器、燃料计量阀位置传感器等。
控制律模块118可以生成保持旋翼飞行器102的合适的偏航、俯仰和滚转的命令，以及发出保持发动机116所需的动力输出的命令以保持这三个轴。控制律模块118也可以发出其他命令例如g命令、俯仰速度反馈或c命令以调节旋翼飞行器102的飞行。致动器110可以包括基于传感器数据122使旋翼飞行器102的一部分例如旋翼桨叶组件144移动的任何致动器。致动器110均可以在多个致动器位置124之间能够移动。致动器110可以包括能够操作成同时或周期地调节旋翼桨叶组件144的倾角的主旋翼致动器。其他类型的致动器110的非限制性示例包括尾部旋翼致动器或舵面致动器。
在一些实施方式中，动力需求预测模块104使用传感器数据122预测发动机116的动力需求以形成动力需求预测信号126，动力需求预测信号126由发动机接口114接收并由调节器128使用以调节发动机116的动力输出。例如，动力需求预测模块104可以接收包括由周期距控制传感器130检测的调节旋翼桨叶组件144的周期距的周期距控制位置的传感器数据122，使得从发动机116请求增加的动力输出。在这样的示例中，动力需求预测信号126使发动机接口114增加发动机116的动力输出。在其他实施方式中，动力需求预测模块104可以经由控制律模块118间接使用传感器数据122，从而使用由控制律模块118发出的任何反馈项。特别地，动力需求预测模块104可以使用致动器位置命令120(其可以从传感器数据122导出)并使用反馈项来预测发动机116的动力需求以形成动力需求预测信号126。在其他实施方式中，动力需求预测模块104可以通过使用致动器位置124预测发动机116的动力需求来间接使用传感器数据122以形成动力需求预测信号126。在这些实施方式中，致动器位置124可以基于包括但不限于周期距控制传感器130或总距控制传感器140的传感器数据122。在时间上，在由控制律模块118生成致动器位置命令120之前由传感器108生成传感器数据122，并且在致动器110移动到致动器位置124之前生成致动器位置命令120。因此，在一些实施方式中，可以期望使用事件的时间链中较早的数据为发动机116提供额外的时间以满足动力需求预测信号126所指示的动力需求。
动力需求预测模块104还可以用不同的环境条件或交通工具状态补偿调度来补偿由于各个轴中的输入(例如横向或定向)而引起的动力需求的增加。在其他实施方式中，动力需求预测模块104可以对动力需求预测信号126进行滤波以去除一个或多个定常分量，和/或对动力需求预测信号126进行整形以匹配与由传感器108检测到的一个或更多个飞行参数相关联的下垂或过冲。动力需求预测模块104还可以基于环境条件例如来自高度传感器134的高度数据或来自空速传感器132的空速数据来调节动力需求预测信号126。在动力需求预测模块104使用由周期距控制传感器130检测的周期距控制位置的实施方式中，动力需求预测模块104可以将周期距控制位置调整(scale)至标称马力或预期的每分钟转数误差。在又一实施方式中，动力需求预测模块104在生成动力需求预测信号126时可以根据加权算法赋予传感器数据122、致动器位置命令120和致动器位置124不同的权重。动力需求预测模块104还可以向由各种传感器108提供的数据赋予不同的权重。例如，动力需求预测模块104可以在生成动力需求预测信号126时不同地对来自周期距控制传感器130、高度传感器134和总距控制传感器140中的每个的数据进行加权。
动力需求预测系统100还可以包括操纵检测模块142，其基于传感器数据122来检测由旋翼飞行器102执行的操纵。在一些实施方式中，动力需求预测模块104可以通过处理由操纵检测模块142检测到的操纵而间接使用传感器数据122来形成动力需求预测信号126。图3a至图3b示出了可以使用操纵检测模块142的一个示例性情形。在图3a至图3b中，旋翼飞行器102执行固定总距起飞操纵。固定总距起飞从如图3a所示的稳定或有地效悬停起飞，通常在旋翼飞行器102的高度-速度图以下的高度并且没有任何总距变化。固定总距起飞通常通过稍微前推周期距位置以建立具有最小高度损失的前向速度146来完成。在特定前向速度146处，发生平移升力以允许起飞，如图3b所示。在周期距移动与由平移升力引起的高度增加之间的时间期间，旋翼飞行器102不可以接触地面。因为在固定总距起飞期间旋翼桨叶组件144的总距位置没有变化，所以仅使用总距控制的先前的动力需求预测系统无法预测在固定总距起飞期间所需的额外动力需求，导致旋翼下垂及其他性能缺乏。然而，在说明性实施方式中，动力需求改变可以由动力需求预测模块104基于来自周期距控制传感器130、空速传感器132、地面速度传感器或其任何组合的传感器数据122来预测。操纵检测模块142可以使用这些飞行参数来确定旋翼飞行器102正在执行固定总距起飞，并且这样的确定可以由动力需求预测模块104使用以形成动力需求预测信号126。
图4a至图4b示出旋翼飞行器102平移离开高架平台148。在平移离开高架平台148时，旋翼飞行器102快速地从如图4a所示的有地效悬停转换成如图4b所示的无地效悬停。这样的转换导致发动机116的动力需求增加。操纵检测模块142可以检测在转移超过高架平台148的边缘时来自高度传感器134的雷达高度的突然变化，指示由于旋翼飞行器102从有地效悬停转换成无地效悬停而导致的动力需求的即将增加。如图4c所图示的，在图4a中所示的有地效悬停期间的动力需求150小于图4b中所示的无地效悬停期间所需的动力需求152。动力需求预测模块104可以通过响应于操纵检测模块142检测到平移离开高架平台148而生成动力需求预测信号126来预测图4c中所示的这种增加的动力需求，使得发动机116可以相应地增加其动力输出。
图3a至图3b和图4a至图4c中所示的操纵示出：限于在预测动力需求时仅使用总距控制的动力需求预测系统不能充分地预测在各种操作情形下的动力需求，导致在调节发动机的动力输出之前对旋翼速度或扭矩的误差的不期望的依赖。通过使用来自旋翼飞行器102上的各种源的数据例如传感器数据122、致动器位置命令120或致动器位置124——而非仅限于使用总距控制输入，动力需求预测系统100可以以及时、精确且更高效的方式预测发动机116的动力需求，以为旋翼飞行器102提供性能益处。因为动力需求预测系统100在飞行控制计算机106处而非在发动机子系统112处处理和计算动力需求预测信号126，所以预测处理在前端而非后端执行，从而允许动力需求预测模块104被改型到各种飞行器上的现有发动机上。这样的前端处理还可以通过在较早的时间预测发动机116的动力需求来提供时间上的优势。
动力需求预测信号126也可以在由现有发动机接口或电子发动机控制单元用来接收总距输入的同一通道或总线上发送，从而允许动力需求预测模块104被改型或与这样的现有发动机接口114或电子发动机控制单元一起使用。在一个非限制性示例中，动力需求预测信号126可以在arinc-429总线上传输。在又一非限制性示例中，可以以50赫兹计算致动器位置命令120，并且可以以50赫兹传输动力需求预测信号126，但是在说明性实施方式中考虑允许有效动力需求预测的任何频率。
在一些实施方式中，飞行控制计算机106可以是三层系统的一部分。在其他非限制性示例中，飞行控制计算机106可以是双层系统或四层系统的一部分。动力需求预测模块104可以是在飞行控制计算机106上实现的软件或固件，和/或可以结合或使用飞行控制计算机106的硬件组件的一部分。虽然动力需求预测系统100被示出为在电传操纵(fly-by-wire)环境中实现，但是动力需求预测系统100也可以用于其他飞行控制系统，例如，传统的机械飞行控制系统、增强的机械飞行控制系统或完全授权增强飞行控制系统(fullauthorityplusaugmentationflightcontrolsystem)。动力需求预测系统100还可以在包括电传操纵控制系统的各种电传操纵飞行控制系统上实施，电传操纵控制系统仅具有模拟机械飞行控制系统的基本或直接控制律作为复归模式(reversionarymode)或用于提高弹道容差。动力需求预测系统100也可以用于模型跟踪电传操纵飞行控制系统或具有先进控制律的飞行控制系统例如三回路飞行控制系统。在一些实施方式中，调节器128可以包括燃料流量模块，其调节提供至发动机116的燃料的量从而控制发动机116的动力输出。
参照附图中的图5，动力需求预测系统被示意性地示出并且总体标记为200。动力需求预测模块202在飞行控制计算机204上实现，以基于左主旋翼致动器208、右主旋翼致动器210和后主旋翼致动器212、来自传感器214的传感器数据以及从控制律模块216发出的命令来预测发动机206的动力需求。可以接收来自左主旋翼致动器208、右主旋翼致动器210和后主旋翼致动器212的数据例如致动器位置数据，并且可以通过解混器模块218进行解混以产生诸如c＝f(l,r,a)的项，然后将该项传输至施加增益调度项的增益模块220。增益模块222接收来自控制律模块216的命令和来自传感器214的传感器数据，并且可以对其施加增益调度项。在一些实施方式中，由增益模块220、222提供的增益可以是施加于正向信号的任何放大或衰减以实现期望的响应。来自增益模块220、222的输出可以通过整形模块224进行组合和处理，整形模块224可以对输入信号进行整形以形成最终的动力需求预测信号，该最终的动力需求预测信号被传输至电子发动机控制单元226并且用于调节发动机206的动力输出。在一些实施方式中，动力需求预测系统200可以在低速下提供更宽松的控制以提高性能，并且在高速下更严格地控制以减少负荷。由增益模块220、222提供的增益调度项可以基于空速、严格/宽松模式或其他条件。在形成动力需求预测信号时，动力需求预测系统200还可以包括总距补偿基线，以及关于总距位置的整形网络或调度或以低空速下的外洗(washedout)周期距。
参考附图中的图6，动力需求预测系统被示意性地示出并且总体标记为300。在飞行控制计算机304上实现的动力需求预测模块302使用总距控制律306、非总距控制律308和来自传感器310的传感器数据来生成动力需求预测信号及其衍生并将动力需求预测信号及其衍生传输至用于调节发动机314的动力输出的电子发动机控制单元312。总距控制律306可以根据查找表316的调度项来处理，而非总距控制律308和来自传感器310的传感器数据可以由增益模块318处理。可以在将信号进行组合以产生传输至电子发动机控制单元312的动力需求预测信号之前施加包括密度高度的hd补偿320、322。在所示的实施方式中，衍生模块324生成动力需求预测信号的衍生并将其提供至电子发动机控制单元312。然后电子发动机控制单元312可以使用动力需求预测信号及其衍生来调节发动机314的动力输出。
参照附图中的图7，用于预测旋翼飞行器的发动机的动力需求的方法被示为流程图400。该方法包括接收来自一个或更多个传感器的一个或更多个飞行参数以形成传感器数据(步骤402)。该方法包括使用传感器数据预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号(步骤404)。该方法还包括将动力需求预测信号发送至发动机子系统，以使得发动机子系统能够基于动力需求预测信号来调节发动机的动力输出(步骤406)。
在一些实施方式中，该方法还可以包括基于传感器数据生成一个或更多个使旋翼飞行器的一个或更多个致动器移动的命令以形成一个或更多个致动器位置命令，并且步骤404可以包括使用一个或更多个致动器位置命令来预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。在其他实施方式中，该方法可以包括将旋翼飞行器的一个或更多个致动器定位到多个致动器位置中的一个中以使用传感器数据来移动旋翼飞行器的一部分，并且步骤404可以包括使用致动器位置预测发动机的动力需求以形成动力需求预测信号。在某些实施方式中，步骤404可以包括对动力需求预测信号进行滤波以去除定常分量和/或对动力需求预测信号进行整形以匹配与一个或更多个飞行参数相关联的下垂。在其他实施方式中，步骤404可以包括基于包括空速、高度或空气温度中至少之一的环境条件来调节动力需求预测信号。在旋翼飞行器传感器包括周期距控制传感器并且传感器数据包括周期距控制位置的实施方式中，步骤404可以包括将周期距控制位置调整至预期的每分钟转数误差。
在不同的示出实施方式中的流程图和框图示出了装置、方法和计算机程序产品的一些可能的实现方式的架构、功能和操作。就此而言，流程图或框图中的每个框可以表示包括用于实现指定的一个或多个功能的一个或更多个可执行指令的代码模块、代码段或代码部分。在一些替选实施方式中，框中提到的所述一个或多个功能可以不按照附图中指出的顺序出现。例如，在一些情况下，取决于所涉及的功能，连续示出的两个框可以基本上同时执行，或者框有时可以以相反的顺序执行。
本实施方式的飞行控制计算机优选地包括含有能够由处理器执行以用于控制飞行操作的计算机指令的计算元件例如非暂态计算机可读存储介质。计算元件可以被实现为一个或更多个通用计算机、专用计算机或具有存储器和处理能力的其他机器。计算元件可以包括一个或更多个存储器存储模块，其包括但不限于内部存储存储器例如随机存取存储器、非易失性存储器例如只读存储器、可移动存储器例如磁存储器、光存储器、固态存储器或其他合适的存储器存储实体。计算元件可以被实现为能够操作成执行机器可执行指令形式的程序代码的基于微处理器的系统。计算元件可以经由专有加密网络、公共加密网络、因特网或可以包括有线和无线连接两者的其他合适的通信网络选择性地能够连接至其他计算机系统。
出于图示和描述的目的，已经呈现了本公开内容的各实施方式的前述描述。这并非意在是穷举的或将本公开内容限于所公开的精确形式，并且鉴于以上教导，可以进行修改和变型，或者可以根据本公开内容的实践来获知修改和变型。选择并描述各实施方式以说明本公开内容的原理及其实践应用，以使本领域技术人员能够将本公开内容用于各种实施方式中以及适于所考虑的特定用途的各种修改。可以在不脱离本公开内容的范围的情况下对各实施方式的设计、操作条件和设置作出其他替换、修改、变型和省略。在参照说明书的情况下，说明性实施方式的这些修改和组合以及其他实施方式对本领域技术人员而言将是明显的。因此，意指的是，所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施方式。