用于旋翼飞行器轮子承重飞行状态转换控制的系统和方法与流程

本发明大体上涉及旋翼飞行器中的用于自动飞行控制的系统和方法，并且在特定实施方式中，涉及用于在着陆或起飞过程期间确定旋翼飞行器的轮子承重状态并且相应地提供飞行管理功能的系统和方法。

背景技术：

旋翼飞行器可以包括一个或更多个旋翼系统，其中旋翼系统包括一个或更多个主旋翼系统。主旋翼系统产生气动升力以支撑飞行中的旋翼飞行器的重量并产生推力以移动旋翼飞行器向前飞行。旋翼飞行器旋翼系统的另一示例是尾旋翼系统。尾旋翼系统可以在与主旋翼系统的旋转相同的方向上产生推力，以抵消由主旋翼系统产生的扭矩效应。为了旋翼飞行器的平稳且高效的飞行，飞行员平衡发动机动力、主旋翼总距推力、主旋翼循环距推力和尾旋翼推力，并且控制系统可以帮助飞行员稳定旋翼飞行器并且减少飞行员的工作负荷。

技术实现要素：

一种实施方式的旋翼飞行器，包括：多个轮子，所述多个轮子中的每个轮子被配置成在与着陆表面接触时承受旋翼飞行器的重量；多个轮子传感器，所述多个轮子传感器中的每个轮子传感器与相应的轮子相关联，并且具有被配置成生成轮子着地(wog)信号的电路，其中轮子着地(wog)信号指示相应轮子与着陆表面接触；以及与多个轮子传感器进行信号通信的飞行控制计算机(fcc)，fcc能够进行操作以执行具有第一积分器并且提供旋翼飞行器的飞行系统的第一控制增稳的第一保持环路，fcc还能够进行操作以根据从所述多个轮子传感器接收到的wog信号的数目来冻结第一积分器，fcc还能够进行操作以在第一积分器被冻结时根据由第一积分器提供的第一值来生成第一控制信号。

一种实施方式的用于旋翼飞行器的飞行控制计算机(fcc)，包括：处理器；以及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。该程序包括用于进行以下操作的指令：接收一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示与承载旋翼飞行器的重量的旋翼飞行器的轮子的数目相关联的轮子承重(wow)计数；在生成用于旋翼飞行器的飞行系统的第一控制增稳信号的第一组保持环路中提供第一组积分器；在生成用于飞行系统的第二控制增稳信号的第二组保持环路中提供第二组积分器；维持具有至少单起落架状态和过渡状态的wow状态机；根据至少wow计数来确定wow状态机的活跃wow状态；响应于确定单起落架状态是活跃wow状态来冻结第一组积分器，其中，当第一组积分器被冻结时，第一组保持环路根据由第一组积分器提供的第一值来生成第一控制增稳信号；以及响应于确定过渡状态是活跃wow状态来冻结第二组积分器，其中，当第二组积分器被冻结时，第二组保持环路根据由第二组积分器提供的第二值来生成第二控制增稳信号。

一种实施方式的用于控制旋翼飞行器的方法，包括：维持具有至少单起落架状态、过渡状态和地上状态的轮子承重(wow)状态机；根据一个或更多个信号来确定wow状态机的活跃wow状态，所述一个或更多个信号指示与承载旋翼飞行器的重量的旋翼飞行器的轮子的数目相关联的wow计数，其中，确定活跃wow状态包括将过渡状态用作用于单起落架状态与地上状态之间的转换的缓冲；响应于确定活跃wow状态是单起落架状态，来冻结由飞行控制计算机(fcc)操作的第一组保持环路中的第一组积分器；响应于确定活跃wow状态是过渡状态，来冻结由fcc操作的第二组保持环路中的第二组积分器；当活跃wow状态是飞行状态时，解冻第一组积分器和第二组积分器；以及当活跃wow状态是单起落架状态、过渡状态和飞行状态之一时，根据由第一组积分器和第二组积分器提供的值来生成控制信号。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考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系统；

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系统201；

图4是示出根据一些实施方式的用于根据指示着地轮子的数目的信号来控制旋翼飞行器的轮子承重状态机的状态图；

图5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系统的图；

图6是示出根据一些实施方式的具有积分器的飞行保持元件的图；

图7是示出根据一些实施方式的用于使用轮子承重信号来确定轮子承重状态的方法的流程图；以及

图8示出了实施方式的计算机系统。

具体实施方式

下面描述本公开内容的系统和方法的说明性实施方式。为了清楚起见，实际实现方式的所有特征可能未必全部在本说明书中描述。当然，将理解的是，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将随实现方式的不同而不同的特定目标，例如符合系统相关和商业相关的约束。此外，应该理解的是，这样的开发工作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。

当在附图中描绘设备时，本文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些部件的各方面的空间取向应当分别被理解成描述这些部件之间的相对关系或这些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开发。然而，随着旋翼飞行器变得越来越大越来越复杂，飞行的旋翼飞行器与固定翼飞行器之间的差异也变得越来越明显。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——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低的速度下的飞行特性显著不同。另外，针对主旋翼上的不同轴的不同飞行控制输入，例如周期距输入(cyclicinput)或总距输入(collectiveinput)，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倾来增加前进速度通常将导致旋翼飞行器高度降低。在这种情况下，可以增加总距(collective)来保持水平飞行，但是总距的增加需要主旋翼的动力增加，而主旋翼的动力增加又需要来自尾旋翼的额外的反扭矩力。这与固定翼系统形成对比：在固定翼系统中，控制输入较不紧密地彼此关联并且不同速度状况(speedregime)下的飞行特性彼此较密切相关。

近来，在旋翼飞行器中引入了电传操纵(fly-by-wire，fbw)系统，以辅助飞行员稳定地驾驶旋翼飞行器并且减轻飞行员的工作负荷。fbw系统可以在不同飞行状况(flightregime)下针对周期距控制输入、踏板控制输入或总距控制输入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稳，使得飞行员免于需要补偿发给旋翼飞行器的一些飞行命令。fbw系统可以在布置在飞行员控制装置与飞行控制系统之间的一个或更多个飞行控制计算机(flightcontrolcomputer，fcc)中来实现，从而向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的飞行控制装置提供校正，同时仍允许飞行员超驰(override)fbw控制输入。旋翼飞行器中的fbw系统可以例如自动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控制程序的自动化、提供默认或建议的控制定位等。

用于旋翼飞行器的fbw系统必须针对fbw控制的飞行参数提供稳定的飞行特性，同时允许飞行员超驰由fbw系统建议的任何建议飞行参数或者与所述任何建议飞行参数合作。另外，在为旋翼飞行器飞行提供增稳的控制和自动化功能时，fbw必须对飞行员保持直观且易于使用飞行控制系统。因此，fbw系统调整飞行员飞行控制装置，使得控制装置处于与相关飞行参数相关联的位置。例如，fbw系统可以调整总距杆(collectivestick)以提供建议的或fbw控制的飞行参数，并且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，总距杆被关于实际动力或总距设置直观地进行定位，使得当飞行员抓住总距杆以重新取得控制时，该控制杆被定位在飞行员期望针对主旋翼的实际总距设置杆被定位在的位置处。类似地，fbw系统使用周期距杆(cyclicstick)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系统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系统取得对飞行的控制时，周期距杆被定位成反映实际的周期距设置。

本文所述的系统和方法的实施方式针对用于在着陆或起飞过程期间确定旋翼飞行器的起落架轮的状态的系统和方法。fbw系统可以检测与地面接触的或者轮子承重(wow)的轮子的数目，并且基于根据wow计数或一个或更多个飞行状况确定的状态来为飞行系统或不同飞行模式提供具有不同增稳效果的保持环路。特别地，fbw系统的实施方式使用四状态系统，其中，过渡状态提供了转换状态，在该转换状态下为了离开过渡状态，状况必须保持一定时段以避免状态之间的循环。例如，当旋翼飞行器正着陆在不稳定的表面上例如着陆在俯仰船或钻井平台的表面上时，或者当在阵风中着陆时，旋翼飞行器可能检测到承载重量的轮子的数目变化，这是因为着陆面的移动或者旋翼飞行器的移动可能导致弹跳，或者导致在没有轮子着地、一个轮子着地或者两个或更多轮子着地之间的快速转换。将旋翼飞行器保持在过渡状态达预定时间确保了外环路保持环路直到旋翼飞行器能够确保着陆状态是稳定的才会完全关闭。

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具有主旋翼系统103，该主旋翼系统103包括多个主旋翼桨叶105。每个主旋翼桨叶105的桨距(pitch)可以由倾斜盘(未示出)控制，以选择性地控制旋翼飞行器101的姿态、高度和运动。可以使用倾斜盘来全体地和/或循环地改变主旋翼桨叶105的浆距。旋翼飞行器101还具有反扭矩系统，该反扭矩系统可以包括尾旋翼109、无尾旋翼(notar)或双主旋翼系统。在具有尾旋翼109的旋翼飞行器中，每个尾旋翼桨叶111的桨距被全体地改变，以改变反扭矩系统的推力，从而提供对旋翼飞行器101的方向控制。尾旋翼桨叶111的桨距由一个或更多个尾旋翼致动器(未示出)改变。在一些实施方式中，fbw系统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101的飞行。

由发动机(未示出)向主旋翼系统103和反扭矩系统提供动力。可以存在一个或更多个发动机，所述一个或更多个发动机可以根据来自fbw系统的信号被控制。发动机的输出被提供至传动轴，该传动轴分别通过主旋翼传动装置和尾旋翼传动装置机械地且可操作地联接至旋翼系统103和反扭矩系统。

旋翼飞行器101还包括机身125和尾部123。尾部123可以具有用于控制和稳定旋翼飞行器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、控制装置和仪器。应该理解的是，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配置。例如，在一些实施方式中，如所示出的，驾驶舱127被配置成容纳飞行员或者飞行员和副飞行员。然而，还设想的是，旋翼飞行器101可以被远程操作，在这种情况下，驾驶舱127可以被配置为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，或者可以被配置成具有有限功能的驾驶舱(例如，仅容纳一个人的驾驶舱，其中，这一个人将充当或许与远程副飞行员一起来操作的驾驶员，或者这一个人将在主驾驶功能被远程执行的情况下充当副飞行员或后备飞行员)。然而，在其他设想的实施方式中，旋翼飞行器101可以被配置为无人驾驶交通工具，在这种情况下，可以完全省去驾驶舱127以节省空间和成本。

在一些实施方式中，旋翼飞行器101还可以具有用作起落架的一个或更多个轮子140。旋翼飞行器101可以具有轮子传感器，轮子传感器向fbw系统提供指示一个或更多个轮子与表面接触的信号。例如，轮子140可以安装在液压式减震器或减震支柱上或者气压式减震器或减震支柱上，以及轮子传感器可以布置在减震器或减震支柱中，并且轮子传感器可以具有监测液压介质或气压介质的压力以基于系统的压力来确定轮子140是否承压或者轮子140上是否有重量的电路。在另一示例中，轮子传感器可以各自具有以下电路：该电路测量轮子140或连接元件的位移以基于轮子140、轮子组件、支承件等的移动来确定轮子140具有施加到其上的重量或者轮子140与地面接触。因此，fbw系统可以基于与地面接触的轮子140的数目来确定旋翼飞行器101的着陆状态，并且根据着陆状态来提供不同的飞行增稳特征。另外，虽然在所示实施方式中示出了三组轮子140，但是实施方式不限于这样的配置，这是因为在不偏离所提出的原理的情况下可以设想更多组或更少组的轮子。

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系统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。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系统201被机械地和/或电子地(例如，经由fbw飞行控制系统)传送至飞行控制设备。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的动力输出的机械系统和/或电气系统。飞行控制设备包括诸如倾斜盘107、尾旋翼致动器113的系统以及能够进行操作以控制发动机115的系统。飞行控制系统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荷等。飞行控制系统201包括共同调整飞行控制设备的发动机控制计算机(enginecontrolcomputer，eccu)203、飞行控制计算机(fightcontrolcomputer，fcc)205以及飞行器传感器207。

飞行控制系统201具有一个或更多个fcc205。在一些实施方式中，为了冗余而提供多个fcc205。fcc205内的一个或更多个模块可以部分地或全部地实现为用于执行本文描述的任何功能的软件和/或硬件。在飞行控制系统201是fbw飞行控制系统的实施方式中，fcc205可以分析飞行员输入并且向eccu203、尾旋翼致动器113和/或用于倾斜盘107的致动器发送相应的命令。此外，fcc205被配置并且通过与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。fcc205还对至飞行员控制装置的触觉提示进行控制，或者在例如仪表板241上显示仪器中的信息。

eccu203控制发动机115。例如，eccu203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。eccu203可以根据来自fcc205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fcc205通信。飞行器传感器207可以包括用于测量各种旋翼飞行器系统、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、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，例如全球定位系统(gps)传感器、vhf全向范围传感器、仪表着陆系统(ils)等。

周期距控制组件217连接至周期距配平组件(cyclictrimassembly)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横滚的单个控制杆，其中，俯仰是旋翼飞行器的机头的垂直角，横滚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具有分别测量横滚和俯仰的分开的周期距位置传感器211。用于检测横滚和俯仰的周期距位置传感器211分别生成俯仰信号和横滚信号(有时分别被称为周期距经度信号和周期距纬度信号)，其中，横滚信号和俯仰信号被发送至fcc205，fcc205控制倾斜盘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fcc205，并且从fcc205接收信号以使周期距杆231移动。在一些实施方式中，fcc205根据以下中的一个或更多个来确定周期距杆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、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系统状况或飞行状况。或者，fcc205根据飞行员选择的预定功能来确定周期距杆231的建议周期距杆位置。建议周期距杆位置是由fcc205确定以产生期望的周期距动作的位置。在一些实施方式中，fcc205向周期距配平马达209发送指示建议的周期距杆位置的建议周期距杆位置信号。虽然fcc205可以命令周期距配平马达209将周期距杆231移动至特定位置(这又将相应地驱动与倾斜盘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，从而允许飞行员超驰建议周期距杆位置。周期距配平马达209连接至周期距杆231，使得飞行员可以在配平马达驱动周期距杆231的同时移动周期距杆231以超驰建议周期距杆位置。因此，在一些实施方式中，fcc205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，并且不依赖于建议的周期距杆位置来命令倾斜盘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fcc205，fcc205根据总距位置信号来控制发动机115、倾斜盘致动器或相关的飞行控制设备，以控制旋翼飞行器的垂直移动。在一些实施方式中，fcc205可以向eccu203发送动力命令信号并且向主旋翼致动器或倾斜盘致动器发送总距命令信号以使得主桨叶的迎角全体升高或降低，并且发动机动力被设置成提供所需的动力以保持主旋翼rpm大致恒定。

总距配平马达213连接至fcc205，并且从fcc205接收信号以使总距杆233移动。类似于对建议周期距杆位置的确定，在一些实施方式中，fcc205根据以下中的一个或更多个来确定总距杆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、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系统状况或飞行状况。或者，fcc205根据飞行员选择的预定功能来确定总距杆233的建议总距杆位置。fcc205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，从而允许飞行员超驰建议总距杆位置。

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fcc205的信号将踏板驱动至建议的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fcc205，fcc205控制尾旋翼109以使旋翼飞行器绕垂直轴偏航或旋转。

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。虽然周期距配平马达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。配平马达209和213可以在飞行员正移动杆时沿特定方向推动相应的杆以指示特定状况。由于fbw系统将杆与一个或更多个飞行控制设备机械地断开连接，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硬停、振动或其他触觉提示。在一些实施方式中，fcc205可以使配平马达209和213抵抗驾驶员命令而推动以使得驾驶员感觉到阻力，或者可以命令一个或更多个摩擦设备提供当驾驶员移动杆时感觉到的摩擦力。因此，fcc205通过在杆上提供压力和/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握持总距杆233的总距止动传感器237。这些止动传感器235、237检测由飞行员输入引起的相应控制杆的运动和/或位置——与由来自fcc205的命令、旋翼飞行器振动等引起的运动和/或位置相对照——并且向fcc205提供指示检测到的运动和/或位置的反馈信号。当fcc205检测到飞行员控制着或者正在操纵特定控制装置时，fcc205可以确定该杆为ood。类似地，当来自止动传感器的信号向fcc205指示飞行员释放了特定杆时，fcc可以确定杆为id。fcc205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系统提供不同的默认控制命令或自动化命令。

现在移至飞行控制系统201的操作方面，图3以高度示意性的方式示出了飞行控制系统210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路飞行控制系统201。在一些实施方式中，三环路飞行控制系统201的元件可以至少部分地由fcc205来实现。然而，如图3所示，三环路飞行控制系统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外部或远离旋翼飞行器100，并且通过网络连接309与机载设备通信。

图3的三环路飞行控制系统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以及飞行器装置321(飞行器装置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212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，三环路设计将内稳定环路和速率反馈环路与外引导和跟踪环路分开。控制律结构主要将减少飞行员工作负荷的整体稳定任务和相关任务分配给内环路317。接下来，中环路或速率环路315提供速率增稳。外环路313集中于引导和跟踪任务。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工作。如在图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，因此可以提供开关322以开启和关断外环路飞行增稳。

在一些实施方式中，内环路317和速率环路315包括应用于横滚/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，所述环路层包括姿态环路、速度环路、位置环路、垂直速度环路、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，这又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化或半自动化操作，从而进一步减轻飞行员工作负荷并且允许飞行员集中于包括观察周围地形在内的其他事项。

在由旋翼飞行器执行的着陆或起飞过程中，fcc可以根据轮子上重量状态来修改、冻结、保持、关断或以其他方式管理一个或更多个保持环路。例如，fcc可以在着陆序列(landingsequence)期间改变一个或更多个环路的响应。ffc可以监视轮子、滑行装置或者其他起落架或相关传感器或设备的状态以确定旋翼飞行器何时进行着陆序列，并且可以使用外环路313中的保持环路来修改飞行员输入或其他控制信号。在一些实施方式中，fcc可以使用具有四个着陆状态例如飞行状态、单起落架状态、过渡状态和地上状态的状态机。fcc可以将状态机用作wow状态机以确定旋翼飞行器何时在飞行中、在单个轮子上有重量、处于在地面上与在单个起落架上有重量之间的过渡中、或者在地面上，并且可以相应地设置着陆状态。fcc可以基于着陆状态来关断一个或更多个保持环路、冻结一个或更多个保持环路或保持环路的一部分、或者正常操作保持环路中一个或更多个。例如，fcc可以在旋翼飞行器在地面上时关断所有的外环路保持环路，并且在旋翼飞行器在飞行中时正常操作所有的外环路保持环路。当旋翼飞行器处于单起落架状态时，fcc还可以冻结例如位置保持环路、速度保持环路和航向保持环路中的积分器，并且当旋翼飞行器处于过渡状态时，fcc可以冻结例如位置保持环路、速度保持环路、航向保持环路以及一个或更多个姿态保持环路中的积分器。

在一些实施方式中，保持环路可以具有基于对例如飞行员输入的比例计算来提供输出信号的逻辑路径以及使用积分器来提供反馈或其他控制调整的积分器路径。冻结积分器允许保持环路来与比例路径分开地冻结或关断积分器路径。因此，当来自积分器的反馈输入被冻结或保持时，可以保持基于比例路径的控制信号或增稳。在这些实施方式中，在单起落架状态或过渡状态下当积分器和积分器路径被冻结时，比例路径可以是活跃的。

fcc可以将积分器用作为反馈系统的一部分。在一些实施方式中，每个外环路可以具有积分器，积分器对根据来自飞行控制系统和旋翼飞行器传感器的反馈而确定的误差进行积分。在例如单起落架状态和过渡状态下冻结积分器使得fcc冻结具有接近或指示旋翼飞行器最近经历的飞行状况的输出值的积分器。冻结积分器防止积分器“终止(windup)”，以防止错误输入。冻结积分器而不是完全关闭积分器还避免了需要在完全关闭积分器之后重新初始化积分器，其中，积分器在生成有用数据之前缓冲输入。因此，冻结积分器以使得它们保持最近的输出值允许使用相对当前的反馈数据，而没有与从头开始重新启动积分器相关联的滞后。另外，在不同状态下冻结不同组的积分器允许外环路保持系统被逐渐关闭，而不是一次性全部关闭。这考虑到了以下状况：如果传感器卡住或者飞行状况导致轮子承重状态快速变化，则外环路不会被完全关断，并且可以在不需要重新初始化的情况下被接通。

图4是示出根据一些实施方式的轮子承重(wow)状态机401的状态图，其中，轮子承重(wow)状态机401用于根据指示着地轮子的数目的信号来控制旋翼飞行器。wow状态机401可以是在一个或更多个fcc上运行的软件，并且可以由fcc使用以确定由旋翼飞行器执行的着陆或起飞过程的状态。fcc可以跟踪哪个wow状态是活跃wow状态，并且基于活跃wow状态来应用飞行管理功能。在一些实施方式中，fcc可以基于指示接触地面或者承载重量的轮子的数目的信号、当前或先前wow状态、空速、飞行模式选择、飞行员控制输入、至fbw系统的飞行员输入等，来确定哪个wow状态是旋翼飞行器的活跃wow状态。

在一些实施方式中，wow状态机401具有四个状态，包括飞行状态403、单起落架状态405、过渡状态407以及地上状态409。fcc通过确定从第一或先前wow状态转换至第二或新wow状态的条件是否被满足来跟踪wow状态机401的活跃状态wow。fcc可以通过实现状态之间的转换来改变活跃wow状态，这在一些实施方式中可以包括设置变量或以其他方式存储用于指示活跃wow状态的值。

另外，wow状态403、405、407和409中的每个状态可以具有相关联的保持环路状态。在一些实施方式中，飞行状态403表示旋翼飞行器处于飞行中，其中，没有轮子在地面上或者没有轮子承重。飞行状态403还可以具有其中所有保持环路均正常操作的保持环路状态，其中，各个保持环路中的积分器活跃地监视反馈或误差，并且基于实时数据来提供外环路反馈。

单起落架状态405表示旋翼飞行器处在完全飞行中与完全在地面上之间。在一些实施方式中，当fcc例如通过接收单个轮子着地(wog)信号而检测到单个轮子在地面上并且fcc检测到空速等于或大于预定着陆速度阈值时，达到单起落架状态405。另外，当fcc检测到单个轮子在地面上并且先前wow状态是飞行状态403或者正从飞行状态403转换时，可以达到单起落架状态405。当fcc检测到旋翼飞行器有单个轮子在地面上达长于单个wog阈值并且先前wow状态是过渡状态407或者正从过渡状态407转换时，也可以达到单起落架状态405。单起落架状态405还可以具有其中第一组保持环路积分器被冻结的保持环路状态。在一些实施方式中，第一组保持环路积分器包括用于位置保持、速度保持和航向保持的积分器。冻结的积分器可以保持在相应积分器之前计算的最后的值，并且可以基于所保持的数据或者在积分器被冻结之前由积分器接收到的数据来提供外环路反馈。

过渡状态407表示旋翼飞行器处于在飞行中与完全在地面上之间的转换中，并且在一些实施方式中，表示旋翼飞行器处于在完全在地面上与单起落架状态405之间的转换中。在一些实施方式中，当fcc例如通过接收单个wog信号而检测到单个轮子在地面上并且fcc检测到空速低于预定着陆速度阈值时，达到过渡状态407。在一些实施方式中，当活跃wog状态先前是过渡状态并且fcc确定单个轮子在地面上达小于单个wog阈值时，也达到过渡状态407。这有效地使得过渡状态作为活跃状态，直到单个wog信号被保持达特定时间。另外，当fcc例如通过接收两个或更多个wog信号或者指示两个或更多个轮子在地面上达小于两个wog阈值的信号而检测到两个或更多个轮子在地面上时，可以达到过渡状态407。

过渡状态407可以具有其中第二组保持环路积分器被冻结的保持环路状态。在一些实施方式中，第二组保持环路积分器可以不同于第一组保持环路积分器或者包括第一组保持环路积分器。例如，在第一组保持环路积分器包括用于位置保持、速度保持和航向保持的积分器的情况下，除了用于位置保持、速度保持和航向保持的积分器之外，第二组保持环路积分器还可以包括一个或更多个姿态保持积分器。在一些实施方式中，姿态保持环路可以包括用于俯仰姿态、横滚姿态和偏航姿态的一个或更多个分开的保持环路，并且每个姿态保持环路可以被分开处理，或者每个姿态保持环路的积分器被分开冻结。因此，当旋翼飞行器在地上状态与单起落架状态之间转换时，与在单起落架状态下相比，更多个积分器被冻结，但是具有积分器的保持环路不像在地上状态下那样被完全关闭。

地上状态409表示旋翼飞行器在地面上，并且在一些实施方式中，表示旋翼飞行器稳定在轮子上或更多个轮子上。在一些实施方式中，当fcc例如通过接收两个或更多个wog信号或者指示两个或更多个轮子在地面上达长于两个wog阈值的信号而检测到两个或更多个轮子在地面上时，达到地上状态409。地上状态407还可以具有其中一个或更多个保持环路或积分器被关断的保持环路状态。在一些实施方式中，当旋翼飞行器处于地上状态时，用于位置保持、速度保持、航向保持和姿态保持的保持环路可以被关断，使得保持环路不提供任何控制增稳。在其他实施方式中，用于位置保持环路、速度保持环路、航向保持环路和姿态保持环路的积分器可以被关断，使得相应保持环路的积分器路径不提供用于修改比例路径信号的任何反馈信号，从而产生根据控制输入而无需增稳或反馈数据来生成的输出控制信号。

在一些实施方式中，最初可以将活跃wow状态设置为地上状态409，或者设置为另一默认wow状态。例如，当fcc被启动或重新启动时，fcc最初可以将活跃wow状态设置为地上状态409，并且然后尝试确定新的活跃wow状态。

fcc持续监视旋翼飞行器轮子的布置以确定有多少轮子接触地面或在其上有重量。当活跃wow状态为地上状态409时，fcc可以在着地轮子的数目小于两个时通过转换425至过渡状态407来改变活跃wow状态。

当活跃wow状态是过渡状态407时，fcc可以当着地轮子的数目是两个或更多个达多于两个wog定时器阈值时，通过转换419将活跃wow状态改变为地上状态409；以及fcc可以当着地轮子的数目小于两个达长于一个wog定时器阈值时，而不是当着地轮子的数目是一个并且旋翼飞行器的空速小于着陆速度阈值时，通过转换423将活跃wow状态改变为单起落架状态405。当活跃wow状态是过渡状态407并且fcc确定旋翼飞行器的操作参数不满足转换离开过渡状态407的条件时，fcc可以将过渡状态407保持为活跃wow状态并且可以通过环路转换417来使定时器或计数器递增。

当活跃wow状态是单起落架状态405时，fcc可以当着地轮子的数目是两个或更多个时或者当着地轮子的数目是一个并且旋翼飞行器的空速小于着陆速度阈值时，通过转换413将活跃wow状态改变为过渡状态407。另外，当活跃wow状态是单起落架状态405时，fcc可以当着地轮子的数目是零个时，通过转换421将活跃wow状态改变为飞行状态403。

当活跃wow状态是飞行状态403时，fcc可以当着地轮子的数目是一个或更多个时，通过转换411将活跃wow状态改变为单起落架状态405。

不同状态之间的转换可以被链接，使得在单个过程中fcc可以经过多个状态来改变状态。例如，当旋翼飞行器处于飞行状态403时，旋翼飞行器可能同时以两个或更多个轮子降落。由于着地轮子的数目大于1，因此fcc通过转换411将活跃wow状态改变为单起落架状态405，并且由于着地轮子的数目等于或大于两个，因此然后通过转换413将活跃wow状态改变为过渡状态407。

图5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系统501的图。飞行员控制装置513是例如控制元件，例如生成相应的俯仰命令和横滚命令的总距杆和周期距杆。如所示出的，飞行员控制装置513与飞行控制器503接口。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503。飞行控制器503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置321接口并且控制飞行器装置321。在各种实施方式中，飞行控制器503使用以下三个环路来控制飞行器装置321：例如内环路317、速率反馈环路(参见图2)和状态反馈环路(参见图2)。内环路317使旋翼飞行器的动力稳定，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支持并提供飞行增稳或自动驾驶功能，并且可以被基于飞行状况和系统状况来人工禁用或自动禁用。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503被描绘为具有控制由外环路313提供的各种保持的元件。应当理解的是，飞行控制器503还可以包括影响速率环路和状态反馈系统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横滚速率控制器的一个或更多个速率控制器505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511结合来实现的外环路逻辑509进行控制，其中，所述一个或更多个外环路保持环路控制器511例如位置保持控制器511a、速度保持控制器511b、航向保持控制器511c和姿态保持控制器511d。

内环路317从旋翼飞行器内的传感器321例如陀螺仪和加速度计接收传感器反馈并且向各种致动器321例如倾斜盘提供控制信号以使旋翼飞行器稳定。速率控制器505从传感器321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513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(forwardlongitudinalstickinput)不需要驾驶员对角地推动杆。外环路313也从飞行器传感器321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511中的一个或更多个从传感器321接收反馈数据并且从外环路逻辑509接收根据来自飞行员控制装置513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进行并且由外环路逻辑509调整或增稳的控制输入的信号。

保持环路控制器511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511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511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511中的一个或更多个可以与另一外环路保持环路控制器511协同地起作用。例如，位置保持控制器511a可以从传感器321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511a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511a还可以使用从飞行员控制装置513或外环路逻辑509接收到的任何控制数据，其中，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511b、航向保持控制器511c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6是示出根据一些实施方式的具有积分器617的外环路保持环路控制器511的图，其中，外环路保持环路控制器511可以用作图5所示的环路保持控制器。如所示出的，外环路保持环路控制器511包括反馈补偿块603、动力学补偿块605以及比例积分(pi)控制器607。反馈补偿块603基于由外环路逻辑509(图4)产生的命令来产生误差信号，并且动力学补偿块605补偿旋翼飞行器的动力，以改善稳定性和/或调整特定保持环路的时间响应。动力学补偿块605可以包括各种控制块，例如但不限于pid控制器、超前滞后补偿器等。

pi控制器607包括包含比例增益块609的比例信号路径，其中，比例信号路径与包括积分增益块611和积分器617的积分信号路径并联耦接。在各种实施方式中，比例增益块609和积分增益块611分别向比例路径和积分路径提供增益，使得每一者的效果可以被分别调整。可以例如通过执行乘法操作或缩放操作来实现比例增益块609和积分增益块611。积分器617可以例如使用累加器来实现。在一些实施方式中，由求和器619通过对由比例路径和积分路径生成的信号进行求和来生成致动器命令或控制信号621。

旋翼飞行器的fcc可以被配置成冻结积分器617，使得积分器617保持最近的输出值，直到积分器被解冻或外环路保持环路控制器511被禁用或关断。在一些实施方式中，fcc可以通过使积分器忽略新输入数据以使得积分器617保持被冻结之前接收到的所有值来冻结积分器617。例如，在积分器617是累加器的情况下，积分器617可以丢弃新值，以使得累加的结果保持相同。在另一实施方式中，积分器617可以在积分器617被冻结时存储积分器617计算的值，并且在积分器617被冻结时输出是所存储的值或者根据所存储的值而生成的。因此，积分器617可以继续计算新的积分值但是将不输出新值，这是因为所存储的积分器计算值被替代地输出。由于在积分器617被冻结时冻结的积分器617不改变值，所以冻结积分器617允许求和器619保持基本一致的输出值。另外，当积分器路径或来自积分器617的信号保持恒定时，加法器619可以使用比例路径或从比例增益块609接收到的、改变以反映例如飞行员输入的信号来生成致动器命令或控制信号621。因此，由于在积分器617被冻结时来自积分器617的值被保持，所以由外环路保持环路控制器511提供的保持环路被部分地关闭，但是该保持环路并未被完全去除。在其他实施方式中，积分器617可以被关断，使得积分器617不提供值。因此，可以根据来自比例信号路径中的比例增益块609的信号、而不需要来自积分器路径中的积分器617的任何数据来生成致动器命令或控制信号621。

图7是示出根据一些实施方式的用于使用轮子承重信号来确定轮子承重状态的方法701的流程图。在块703中，fcc接收wog信号。在一些实施方式中，fcc接收指示每个轮子是否在地面上的信号，并且被指示为在地面上的轮子的数目是wog信号的数目或wow计数。在其他实施方式中，fcc可以接收指示在地面上的轮子的数目的正信号，其中，不在地面的轮子由负信号指示或不由信号指示。因此，fcc能够通过未接收到任何正wog信号来确定没有接收到wog信号。在又一实施方式中，fcc可以接收通过例如总线发送的信号、帧、分组或其他数据元素，其中，数据元素具有指示在地面上的轮子的数目、承载重量的轮子的数目或wow计数的数据。

在块705中，fcc根据指示wog信号或wow计数的信号或数据来确定wog信号的数目或wow计数。fcc可以使用wog信号的数目或wow计数来确定在地面上或承载重量的轮子的数目。如果fcc确定零个轮子在地面上或者接收到零个wog信号，则在块707中，fcc将活跃wow状态设置为飞行状态。当活跃wow状态被改变为飞行状态时，在块709中，fcc正常运行保持环路，并且正常开启或运行第一组环路保持控制器和第二组环路保持控制器中的积分器。在积分器先前被关闭或冻结的情况下，fcc可以重新启动或解冻积分器以用于正常操作。因此，开启所有积分器可以包括开启、解冻来自第一组环路保持控制器和第二组环路保持控制器中的每个积分器，或以其他方式验证每个积分器正在正常操作。

当fcc通过例如检测到一个wog信号是活跃的而确定单个轮子在地面上时，在块711中fcc确定旋翼飞行器的速度是否大于着陆速度阈值。在一些实施方式中，着陆速度阈值可以是35节。如果旋翼飞行器速度大于或等于着陆速度阈值，则在块713中fcc确定先前wow状态。如果先前wow状态是飞行状态，则在块715中fcc将活跃wow状态设置为单起落架状态，并且随后在块719中冻结第一保持环路积分器。如果先前wow状态是过渡状态，则在块717中fcc确定一个wog信号是否已经是活跃的、恒定的、被接收或被保持达长于一个wog定时器阈值。在一些实施方式中，一个wog定时器阈值是两秒。如果一个wog信号已经是活跃的达长于一个wog定时器阈值，则在块715中，fcc将活跃wow状态设置为单起落架状态，并且随后在块719中冻结第一保持环路积分器。如果一个wog信号已经是活跃的达等于或小于一个wog定时器阈值的时间，则在块721中fcc将活跃wow状态设置为过渡状态，并且随后在块723中冻结第二保持环路积分器。因此，在一些实施方式中，如果旋翼飞行器有单个轮子在地面上并且速度大于着陆速度阈值，则如果先前状态是飞行状态并且如果fcc还检测到一个轮子在地面上达超过两秒钟，fcc确定活跃wow状态是单起落架状态。如果在块711中fcc确定旋翼飞行器速度小于着陆速度阈值，则在块721中fcc将活跃wow状态设置为过渡状态，并且随后在723块中冻结第二保持环路积分器。

当在块705中fcc通过例如检测到两个wog信号是活跃的而确定两个或更多个轮子在地面上时，在块725中fcc确定所述两个wog信号是否已经是活跃的、恒定的、被接收或被保持达长于两个wog定时器阈值。在一些实施方式中，两个wog定时器阈值是两秒，并且可以与一个wog阈值相同或不同。如果两个wog信号已经是活跃的达等于或小于两个wog定时器阈值的时间，则在块721中fcc将活跃wow状态设置为过渡状态，并且随后在块723中冻结第二保持环路积分器。如果两个wog信号已经是活跃的达长于两个wog定时器阈值，则在块727中fcc将活跃wow状态设置为地上状态，并且随后在块729中关断第三组积分器或外环路。在一些实施方式中，第三保持环路积分器是包括所有第一保持环路积分器和第二保持环路积分器的组。关断第三积分器可以包括阻止积分器沿着积分路径提供数据信号，而不是冻结具有最近计算的数据值的积分器。在另一实施方式中，fcc可以关断包括第三积分器的保持环路。关断保持环路可以包括通过阻止、阻挡或忽略通过特定保持环路的比例路径和积分路径二者传送的数据来停止数据传送。

在通过在块709、719、723或729中冻结或解冻积分器或者开启或关断保持环路来设置积分器或保持环路之后，在块731中fcc根据相应的保持环路/积分器状态来发送控制信号。例如，当积分器被冻结时，fcc可以生成致动器命令或控制信号并且向致动器或控制设备发送致动器命令或控制信号，其中，所述致动器命令或控制信号包括来自比例路径的信号以及——取决于积分器的状态——来自活跃积分器或冻结积分器之一的信号。在另一实施方式中，当保持环路本身被关断时，致动器命令或控制信号包括在没有保持环路增稳的情况下生成的信号；或者当例如积分器被关断时，致动器命令或控制信号包括来自保持环路的比例路径的信号，而不具有来自积分路径的信号。

前述内容说明了其中过渡状态在单起落架状态与地上状态之间并且过渡状态可以通过缓冲地上状态与单起落架状态之间的转换而被用作着陆过程中的缓冲的方法。使用一个wog定时器阈值和两个wog定时器阈值使得旋翼飞行器能够将过渡状态保持为活跃wow状态达至少与一个或两个wog阈值一样长的时间，从而允许有其中第二保持环路积分器被冻结达预定时间段而相应保持环路没有被完全关断的缓冲时段。在一些实施方式中，第一保持环路积分器包括用于位置保持环路、速度保持环路和航向保持环路的积分器，而第二保持环路积分器包括用于位置保持环路、速度保持环路、航向保持环路以及一个或更多个姿态保持环路的积分器。因此，在一些实施方式中，第一保持环路积分器可以是与第二组保持环路控制器不同的一组积分器，但是可以具有在第一组保持环路控制器积分器和第二组保持环路控制器积分器中共有的一个或更多个保持环路积分器。

应当理解的是，可以连续地重复上述方法701，以使得轮子的状态被监视并且活跃wow状态被连续地设置以反映在地面上的轮子的状态。因此，当轮子的状态改变时，可以开启和关断或者冻结和解冻不同组的积分器。

图8示出了计算机系统801。计算机系统801可以被配置用于执行关于如本文所述的方法500和飞行控制系统201的操作的一个或更多个功能。此外，计算机系统801可以部分地或完全地执行任何处理和分析。计算机系统801可以部分地或完全地与其他飞行器计算机系统集成，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，计算机系统801可以被实现为fcc，并且可以监视轮子的状态，并且可以被配置成设置wow状态并且冻结、关断、开启或者解冻一个或更多个保持环路中的一个或更多个积分器。

计算机系统801可以包括输入/输出(i/o)接口803、分析引擎805以及数据库807。替选实施方式可以根据期望将i/o接口803、分析引擎805以及数据库807组合或分开。计算机系统801的实施方式可以包括具有被配置用于执行本文所述的任务的一个或更多个处理器和存储器的一个或更多个计算机。这可以包括例如具有中央处理单元(cpu)和非易失性存储器的计算机，其中，所述非易失性存储器存储用于指示cpu执行本文所述的任务中的至少一些任务的软件指令。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计算机包括cpu和非易失性存储器，并且计算机的非易失性存储器中的一个或更多个非易失性存储器存储用于指示任何cpu执行本文所述的任务中的任何任务的软件指令。因此，虽然按照离散机器描述了示例性实施方式，但是应当理解的是，该描述是非限制性的，并且本描述同样适用于涉及执行以任何方式分配在一个或更多个机器之间的任务的一个或更多个机器的许多其他布置。还应该认识到的是，这样的机器不必专用于执行本文所述的任务，而是可以是适用于还执行其他任务的多用途机器，例如计算机工作站。

i/o接口803可以提供外部用户、系统以及数据源与计算机系统801的部件之间的通信链路。i/o接口803可以被配置用于允许一个或更多个用户经由任何已知的输入设备向计算机系统801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803可以被配置用于允许一个或更多个用户接收从计算机系统801经由任何已知的输出设备输出的信息。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803可以被配置用于允许其他系统与计算机系统801通信。例如，i/o接口803可以允许一个或更多个远程计算机访问信息、输入信息和/或远程地指示计算机系统801执行本文所述的任务中一个或更多个任务。i/o接口803可以被配置用于允许与一个或更多个远程数据源进行通信。例如，i/o接口803可以允许一个或更多个远程数据源访问信息、输入信息和/或远程地指示计算机系统801执行本文所述的任务中的一个或更多个任务。

数据库807向计算机系统801提供持久性数据存储。虽然主要使用了术语“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807的功能。在可替选实施方式中，数据库807可以与计算机系统801集成或分离，并且可以在一个或更多个计算机上操作。数据库807优选地为适合于支持飞行控制系统201的操作和方法500的任何信息提供非易失性数据存储，其中，所述任何信息包括本文另外论述的各种类型的数据。分析引擎805可以包括一个或更多个处理器、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：多个轮子，所述多个轮子中的每个轮子被配置成在与着陆表面接触时承受旋翼飞行器的重量；多个轮子传感器，所述多个轮子传感器中的每个轮子传感器与相应的轮子相关联，并且具有被配置成生成轮子着地(wog)信号的电路，所述轮子着地(wog)信号指示相应的轮子与着陆表面接触；以及与所述多个轮子传感器进行信号通信的飞行控制计算机(fcc)，fcc能够进行操作以执行具有第一积分器并且提供旋翼飞行器的飞行系统的第一控制增稳的第一保持环路，fcc还能够进行操作以根据从所述多个轮子传感器接收到的wog信号的数目来冻结第一积分器，fcc还能够进行操作以在第一积分器被冻结时根据由第一积分器提供的第一值来生成第一控制信号。

在一些实施方式中，fcc还能够进行操作以通过将活跃轮子承重(wow)状态设置为wow状态机中的状态来监视活跃wow状态，其中，wow状态机具有过渡状态，并且其中，fcc还能够进行操作以在活跃wow状态是过渡状态时，冻结第一积分器。在一些实施方式中，fcc还能够进行操作以响应于fcc确定wog信号的数目是一个或更多个来将活跃wow状态设置为过渡状态。在一些实施方式中，fcc还能够进行操作以响应于fcc确定wog信号的数目是一个并且进一步响应于旋翼飞行器的速度小于着陆速度阈值，来将活跃wow状态设置为过渡状态。在一些实施方式中，fcc还能够进行操作以响应于fcc确定wog信号的数目是一个，响应于旋翼飞行器的速度大于或等于着陆速度阈值，响应于旋翼飞行器的先前wow状态是过渡状态，并且进一步响应于在小于或等于一个wog定时器阈值的时段内wog信号的数目是一个，来将活跃wow状态设置为过渡状态。在一些实施方式中，wow状态机还包括单起落架状态和飞行状态，并且fcc还能够进行操作以响应于fcc确定wog信号的数目是一个，响应于旋翼飞行器的速度大于或等于着陆速度阈值，并且进一步响应于以下情况之一来将活跃wow状态设置为单起落架状态：旋翼飞行器的先前wow状态是飞行状态，或者旋翼飞行器的先前wow状态是过渡状态并且在大于一个wog定时器阈值的时段内wog信号的数目是一个；以及fcc还能够进行操作以执行具有第二积分器并且提供飞行系统的第二控制增稳的第二保持环路，fcc还能够进行操作以在活跃wow状态是单起落架状态时解冻第一积分器并且冻结第二积分器，并且fcc还能够进行操作以在第二积分器被冻结时根据由第二积分器提供的第二值来生成第二控制信号。在一些实施方式中，第一保持环路是与第二保持环路不同的保持环路，并且fcc还能够进行操作以响应于fcc确定wog信号的数目是零个来将活跃wow状态设置为飞行状态，并且其中，fcc还能够进行操作以在活跃wow状态是飞行状态时解冻第一积分器和第二积分器。在一些实施方式中，wow状态机还包括地上状态，并且fcc还能够进行操作以响应于fcc确定在大于两个wog定时器阈值的时段内wog信号的数目是两个来将活跃wow状态设置为地上状态，并且fcc还能够进行操作以在活跃wow状态是地上状态时关断第一积分器和第二积分器，并且fcc还能够进行操作以在第一积分器和第二积分器被关断时根据除了由第一积分器和第二积分器提供的值之外的值来生成第一控制信号和第二控制信号。在一些实施方式中，fcc还能够进行操作以响应于fcc确定在小于或等于两个wog定时器阈值的时段内wog信号的数目是两个，来将活跃wow状态设置为过渡状态。

一种实施方式的用于旋翼飞行器的飞行控制计算机(fcc)，包括处理器，以及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。该程序包括用于进行以下操作的指令：接收一个或更多个信号，所述一个或更多个信号指示与承载旋翼飞行器的重量的旋翼飞行器的轮子的数目相关联的轮子承重(wow)计数；在生成用于旋翼飞行器的飞行系统的第一控制增稳信号的第一组保持环路中提供第一组积分器；在生成用于飞行系统的第二控制增稳信号的第二组保持环路中提供第二组积分器；维持具有至少单起落架状态和过渡状态的wow状态机；根据至少wow计数来确定wow状态机的活跃wow状态；响应于确定单起落架状态是活跃wow状态来冻结第一组积分器，其中，当第一组积分器被冻结时，第一组保持环路根据由第一组积分器提供的第一值来生成第一控制增稳信号；以及响应于确定过渡状态是活跃wow状态来冻结第二组积分器，其中，当第二组积分器被冻结时，第二组保持环路根据由第二组积分器提供的第二值来生成第二控制增稳信号。

在一些实施方式中，程序还包括用于进行以下操作的指令：响应于fcc确定wow计数是一并且进一步响应于fcc确定旋翼飞行器的速度小于着陆速度阈值，来将活跃wow状态设置为过渡状态；响应于fcc确定在小于或等于一个wog定时器阈值的时段内wow计数是一，响应于fcc确定旋翼飞行器的速度大于或等于着陆速度阈值，并且进一步响应于旋翼飞行器的先前wow状态是过渡状态，来将活跃wow状态设置为过渡状态；以及响应于fcc确定在小于或等于两个wog定时器阈值的时段内wow计数是二，将活跃wow状态设置为过渡状态。在一些实施方式中，wow状态机还具有飞行状态和地上状态，并且程序还包括用于进行以下操作的指令：响应于fcc确定wow计数是一并且旋翼飞行器的速度大于或等于着陆速度阈值，并且进一步响应于以下情况之一来将活跃wow状态设置为单起落架状态：旋翼飞行器的先前wow状态是飞行状态，或者旋翼飞行器的先前wow状态是过渡状态并且在大于一个wog定时器阈值的时段内wow计数是一；响应于fcc确定wow计数是零来将活跃wow状态设置为飞行状态，并且其中，fcc还能够进行操作以在活跃wow状态是飞行状态时解冻第一组积分器和第二组积分器；响应于fcc确定在大于两个wog定时器阈值的时段内wow计数是二，来将活跃wow状态设置为地上状态；当活跃wow状态是飞行状态时，以开启模式来操作第一组保持环路和第二组保持环路，并且以解冻模式来操作第一组积分器和第二组积分器；以及当活跃wow状态是地上状态时关断第一组保持环路和第二组保持环路。在一些实施方式中，第二组保持环路包括至少一个在第一组保持环路中缺少的保持环路，并且第二组保持环路包括至少一个在第一组保持环路中的保持环路。在一些实施方式中，第一组保持环路包括至少位置保持环路、速度保持环路以及航向保持环路，并且第二组保持环路包括至少位置保持环路、速度保持环路、航向保持环路以及姿态保持环路。在一些实施方式中，用于提供第一组积分器的指令包括用于进行以下操作的指令：提供第一组保持环路，第一组保持环路中的每个第一保持环路具有第一组积分器的在第一积分信号路径中的第一积分器并且具有第一比例信号路径；以及在每个第一保持环路中根据来自第一比例信号路径的第一比例信号和来自第一积分信号路径的第一积分信号来生成第一控制增稳信号中的一个第一控制增稳信号。在一些实施方式中，用于提供第一组积分器的指令包括用于进行以下操作的指令：提供第二组保持环路，第二组保持环路中的每个第二保持环路具有第二组积分器的在第二积分信号路径中的第二积分器并且具有第二比例信号路径；以及在每个第二保持环路中根据来自第二比例信号路径的第二比例信号和来自第二积分信号路径的第二积分信号来生成第二控制增稳信号中的一个第二控制增稳信号。在一些实施方式中，程序还包括用于进行以下操作的指令：在第一组保持环路中之一的积分信号路径的输入端处接收反馈数据，并且在第一组保持环路中之一的比例信号路径的输入端处接收指示飞行员控制装置位置的控制数据。

一种实施方式的用于控制旋翼飞行器的方法，包括：维持具有至少单起落架状态、过渡状态和地上状态的轮子承重(wow)状态机；根据一个或更多个信号来确定wow状态机的活跃wow状态，所述一个或更多个信号指示与承载旋翼飞行器的重量的旋翼飞行器的轮子的数目相关联的wow计数，其中，确定活跃wow状态包括将过渡状态用作用于单起落架状态与地上状态之间的转换的缓冲；响应于确定活跃wow状态是单起落架状态，冻结由飞行控制计算机(fcc)操作的第一组保持环路中的第一组积分器；响应于确定活跃wow状态是过渡状态，冻结由fcc操作的第二组保持环路中的第二组积分器；当活跃wow状态是飞行状态时，解冻第一组积分器和第二组积分器；以及当活跃wow状态是单起落架状态、过渡状态和飞行状态之一时，根据由第一组积分器和第二组积分器提供的值来生成控制信号。

在一些实施方式中，确定活跃wow状态包括：响应于wow计数是一并且进一步响应于旋翼飞行器的速度小于着陆速度阈值，来将活跃wow状态设置为过渡状态；响应于在小于或等于一个wog定时器阈值的时段内wow计数是一，响应于旋翼飞行器的速度大于或等于着陆速度阈值，并且进一步响应于旋翼飞行器的先前wow状态是过渡状态，来将活跃wow状态设置为过渡状态；以及响应于在小于或等于两个wog定时器阈值的时段内wow计数是二，来将活跃wow状态设置为过渡状态。在一些实施方式中，wow状态机还具有飞行状态，并且确定活跃wow状态还包括：响应于wow计数是一并且旋翼飞行器的速度大于或等于着陆速度阈值，并且进一步响应于以下情况之一来将活跃wow状态设置为单起落架状态：旋翼飞行器的先前wow状态是飞行状态，或者旋翼飞行器的先前wow状态是过渡状态并且在大于一个wog定时器阈值的时段内wow计数是一；响应于wow计数是零来将活跃wow状态设置为飞行状态；响应于fcc确定在大于两个wog定时器阈值的时段内wow计数是二，来将活跃wow状态设置为地上状态；当活跃wow状态是地上状态时，关断第一组保持环路和第二组保持环路；以及当活跃wow状态是飞行状态时，以开启模式来操作第一组保持环路和第二组保持环路，并且以解冻模式来操作第一组积分器和第二组积分器。在一些实施方式中，第一组保持环路包括至少位置保持环路、速度保持环路以及航向保持环路，并且其中，第二组保持环路包括至少位置保持环路、速度保持环路、航向保持环路以及姿态保持环路。在一些实施方式中，生成控制信号包括：在第一积分信号路径和第二积分信号路径的输入端处接收反馈数据，并且在第一比例信号路径和第二比例信号路径的输入端处接收指示飞行员控制装置位置的控制数据；在第一组保持环路的第一保持环路中根据第一比例信号来生成第一控制信号，其中，所述第一比例信号根据控制数据被生成，所述第一比例信号来自第一组保持环路的第一保持环路的第一比例信号路径，其中，第一控制信号还根据第一积分信号被生成，以及根据反馈数据被生成，所述第一积分信号根据反馈数据被生成，所述第一积分信号来自布置有第一组积分器的第一积分器的第一积分信号路径；以及在第二组保持环路的第二保持环路中根据第二比例信号来生成第二控制信号，所述第二比例信号根据控制数据被生成，所述第二比例信号来自第二组保持环路的第二保持环路的第二比例信号路径，其中，第二控制信号还根据第二积分信号被生成，以及根据反馈数据被生成，所述第二积分信号根据反馈数据被生成，所述第二积分信号来自布置有第二组积分器的第二积分器的第二积分信号路径。

虽然已经参考说明性实施方式描述了本发明，但是本说明书并不意在以限制性含义进行解释。在参考了本说明书之后，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，所附权利要求书意在涵盖任何这样的修改或实施方式。