(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210594082.1 (22)申请日 2022.05.27 (71)申请人 中国航空工业 集团公司沈阳飞机设 计研究所 地址 110035 辽宁省沈阳市皇姑区塔湾街 40号 (72)发明人 程杰　孙智孝　郑世钰　李海泉　 范甲　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 高原 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高机动飞行 行为建模与控制方法 (57)摘要 本申请属于高机动飞行控制领域， 特别涉及 一种高机动飞行行为建模与控制方法， 步骤S1： 提取飞机机动性能的3个要素， 所述要素包括水 平机动、 垂直机动与斜面机动； 步骤S2： 对飞机开 展行为建模： 基于所述3个要素的组合， 定义轨迹 特征； 步骤S3： 开发0#自动飞行控制基本模态， 将 所述行为 建模映射至0#自动飞行控制基本模态； 解决现有技术无法满足高机动需求的问题； 为高 机动自动飞行控制提供一套解决方案， 包含输 入/输出界面定义、 新增基本控制模态和双层安 全保护机制。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115034051 A 2022.09.09 CN 115034051 A 1.一种高机动飞行 行为建模与控制方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 提取飞机 机动性能的3个要素， 所述要素包括水平机动、 垂直机动与斜 面机动； 步骤S2： 对飞机开展行为建模： 基于所述3个要素的组合， 定义轨 迹特征； 步骤S3： 开发0#自动飞行控制基本模态， 将所述行为建模映射至0#自动飞行控制基本 模态。 2.如权利要求1所述的高机动飞行行为建模与控制方法， 其特征在于， 所述3个要素的 组合包括： 水平机动、 垂直机动、 斜 面机动、 蛇形机动、 破S机动、 中断机动。 3.如权利要求1所述的高机动飞行行为建模与控制方法， 其特征在于， 所述0#自动飞行 控制基本模态包括： 过 载、 坡度和油门指令 。 4.如权利要求1所述的高机动飞行行为建模与控制方法， 其特征在于， 步骤S3之后还有 步骤S4： 建立双层安全保护机制， 所述双层安全保护机制包括外环保护机制与内层保护机 制。 5.如权利要求4所述的高机动飞行行为建模与控制方法， 其特征在于， 所述通用安全要 素包括飞行使用限制、 安全高度、 机动进入条件； 飞机平台特有安全要素包括操稳特性、 出 厂标定参数、 设备 预设约束。 6.如权利要求1所述的高机动飞行行为建模与控制方法， 其特征在于， 所述外环保护 机 制为外环决策算法考虑通用安全要素， 所述内层保护机制为内环飞行控制考虑飞机平台特 有安全要素。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115034051 A 2一种高机动飞行 行为建模与控制方 法 技术领域 [0001]本申请属于高机动飞行控制领域， 特别涉及一种高机动飞行行为建模与控制方 法。 背景技术 [0002]高机动自动飞行控制 是实现作战飞机无人化、 智能化的必备技术， 现有自动飞行 控制基本都是针对按预定航线、 预定位置和姿态的飞行， 难以适用于作战飞机的高机动飞 行控制， 这主要是 由于以下几方面的缺点造成的： a、 预定航线和预定位姿的飞行都是低动 态的， 通过有限的几个坐标和姿态对飞行轨迹进行预先定义， 自动 飞行控制系统只能按照 预先设计的规律去跟踪轨迹， 这与作战飞机的高动态特点完全不相符； b、 高机动飞行追求 的是快速变换高度、 速度、 方向等， 从原理上而言， 只有力相关变量(如过载、 油门)才能直接 反映飞机的运动趋势， 而传统的轨迹或位姿都是力的积分项， 具有延时性， 也无法判断运动 的趋势； c、 机动决策算法(规则、 智能相关)是模拟人脑决策过程而开 发的程序， 在 控制指令 的生成上与人脑反映通常一致， 高机动作战飞机的飞行员决策指令就是过载、 坡度和油门， 而不是现有航路/航线方法中的坐标和姿态； d、 高机动飞行具有高动态、 高风险的特点， 发 生风险是不可避免的， 但现有跟踪航路/航线方法是相对低动态、 低风险， 难以考虑机动飞 行中的使用限制和动态响应2类风险。 发明内容 [0003]为了解决上述问题， 本申请提供了一种高机动飞行 行为建模与控制方法， 包括： [0004]步骤S1： 提取飞机机动性能的3个要素， 所述要素包括水平机动、 垂直机动与斜面 机动； 水平机动、 垂 直机动与斜面机动为 飞机飞行的三个基本要 素， 其组合可以完全描述出 飞机的任意飞行轨 迹。 [0005]步骤S2： 对飞机开展行为建模： 基于所述3个要素的组合， 定义轨迹特征， 将飞机的 各种运动通过三个基本要 素进行定义， 从而实现行为建模， 其中， 行为建模包含轨迹特征和 动力学输入/ 输出参数； [0006]步骤S3： 飞行控制系统在六自由度 模型基础上， 开发0#自动飞行控制基本模态， 映 射至0#自动飞行控制基本模态。 [0007]优选的是， 所述3个要素的组合包括： 水平机动、 垂直机动、 斜面机动、 蛇形机动、 破 S机动、 中断机动。 [0008]优选的是， 所述0 #自动飞行控制基本模态包括： 过 载、 坡度和油门指令 。 [0009]优选的是， 步骤S3之后还有步骤S 4： 建立双层安全保护机制， 所述双层安全保护机 制包括外环保护机制与内层保护机制。 [0010]优选的是， 所述通用安全要素包括飞行使用限制、 安全高度、 机动进入条件； 飞机 平台特有安全要素包括操稳 特性、 出厂标定参数、 设备 预设约束。 [0011]优选的是， 所述外环保护机制为外环决策算法考虑通用安全要素， 所述内层保护说　明　书 1/3 页 3 CN 115034051 A 3