买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于舵面故障在线飞行能力评估的航线重规划算法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116088575B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310123010.3，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权一种基于舵面故障在线飞行能力评估的航线重规划算法是由罗斐;李旦伟;刘凯;臧剑文;梁玉峰;邵伟光;候霖飞;王翔宇;董哲;安帅斌设计研发完成，并于2023-02-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于舵面故障在线飞行能力评估的航线重规划算法在说明书摘要公布了：本发明属于飞行器航线规划技术领域，涉及一种基于舵面故障在线飞行能力评估的航线重规划算法。主要由两部分组成，首先是对飞机进行损伤和故障后的基本飞行能力的在线评估，得到飞机故障后的基本飞行性能；其次是利用飞机基本飞行能力的评估结果，将其应用到A*航迹规划算法中，从而在飞机舵面结构损伤以及故障的情况下进行航迹的重新规划，最终得到一个飞机舵面损伤或者故障后的可以跟踪的新航迹。目前，在飞机遭遇舵面损伤以及故障后考虑飞机的基本飞行性能从而对飞机进行在线航迹规划的研究很少，本发明提出的算法为飞机舵面损伤和故障后能否进行在线航迹规划并继续完成飞行任务提供了新的思路。

本发明授权一种基于舵面故障在线飞行能力评估的航线重规划算法在权利要求书中公布了：1.一种基于舵面故障在线飞行能力评估的航线重规划算法，其特征在于，具体如下： 1飞行器舵面损伤或者故障下基于航线在线重规划的飞行能力在线评估算法 1.1飞行约束条件 1.1.1最大航程约束 飞行器航程约束表示为： 1.1； 式中，为某条航迹的航程指标，为预留的航程量，为允许的最大航程，对于一条航迹点个数为的航迹，其航程指标约束则表示为： 1.2； 式中，表示第个航迹点与第个航迹点之间航迹段的航程； 1.1.2最大转角约束 若飞行器允许的最大转弯角为，对任意转弯角，都有： 1.3； 其中指第个航迹点的转角，最大转弯角又分为垂直方向和水平方向的； 垂直方向最大转弯角约束表示为： 1.4； 式中，表示当前为第段航迹，与分别表示当前航路点与待选航路点在规划空间中的位置坐标，表示飞行器在垂直方向上的最大转弯角度； 与垂直方向相同，水平方向最大转弯角表示为： 1.5； 飞行器在水平方向的转弯角限制是由于飞行器的转弯半径决定的，最小转弯半径约束表示为： 1.6； 式中，为规划航迹进行第次转弯时的转弯半径；为飞行器的最小转弯半径，计算公式为： 1.7； 式中，为飞行器的最小转弯速度，为飞行器的转弯坡度角，为重力加速度； 1.2飞行性能 1.2.1航程能力 对于以喷气为推力的飞行器，其航程计算公式为： 1.8； 其中，是巡航速度，是发动机耗油率，是飞行器升阻比，是飞行器巡航时的飞行器重量，是飞行器巡航结束时的飞行器重量； 此时，需要计算出飞行器巡航速度以及最大升阻比： 其中最大升阻比状态下，零升阻力等于诱导阻力： 1.9； 式中，是升力，是阻力，是升力系数，是除诱导阻力系数之外的其余阻力系数之和，其中为诱导阻力系数，，为弹翼展弦比；为弹翼平面形状的修正值； 又因为巡航时升力等于重力，则有： 1.10； 联立上述方程： 1.11； 其中，是机翼面积，是飞行器重量； 1.2.2配平能力 主要评估如下飞行能力： 忽略力矩系数中的较小项，飞行器的平衡条件为： 1.12； 其中，是飞行器纵向静稳定系数，是升降舵效系数，是升降舵偏，是横向静稳定系数，是方向舵效系数，是方向舵偏，由此推出： 最大攻角： 1.13； 最小攻角： 1.14； 最大侧滑角： 1.15； 最小侧滑角： 1.16； 1.2.3机动能力 在飞行器进行转弯和纵向机动时，还需要对飞行器机动能力进行评估； 三个方向的过载写为： 1.17； 式中是升力，是阻力，是发动机推力，沿着飞行速度方向，通常称为切向过载或者轴向过载；和均垂直于飞行速度矢量，其和过载称为法向过载； 飞行器的切向过载主要与发动机推力有关，而法向过载则与升力以及滚转角有关，其中升力主要由配平迎角的大小决定，而滚转角的限制则如下式表示： 1.18； 因为升力、滚转角和重力之间的关系，可以推出升力越大，最大滚转角就越大，因此最大升力的情况，就是当前可以滚转的最大角度，所以需要求解出升力系数之后，再求解在配平攻角下的最大升力； 假定辨识模型为，，升力系数与攻角的关系为，可以求得，根据极值定理，求解出最大升力时对应的攻角，然后求出当前的升力，随之得到滚转角限制： 1.19； 其中，是升力系数对迎角的导数，是升力系数对升降舵偏的导数，是零升系数，在得到其滚转角限制之后，得到其最大的横向过载，而过载则由下式来进行求解： 当飞行攻角和侧滑角都小于°，飞行器的升力写为如下形式： 1.20； 其中，为升降舵偏角； 忽略力矩系数中的较小项，飞行器的平衡条件为： 1.21； 则过载矢量在速度坐标系上的投影为： 1.22； 其中，是速度滚转角；经过简化，得到平衡时和操纵舵面偏转角之间的关系： 1.23； 2飞行器舵面损伤或者故障下航线在线重规划算法 使用A算法作为飞行器损伤或者故障后的航迹重规划算法，步骤如下： 2.1基于飞行区域构建带有统一间隔节点的网格导航图； 2.2基于敌方雷达和禁避飞区的约束条件，设置风险区； 2.3设计航迹优化指标，采用按最短航迹和最小可探测性指标加权方法作为航迹的性能指标： 1.24； 在此基础上，将其转化为针对节点问题的性能指标函数： 1.25； 1.26； 其中，为航路长度；为航路威胁代价，与飞行器的可探测性指标相关联，而可探测性指标是根据飞行器与威胁阵地距离计算；为航路油耗代价，为加权系数； 2.4设置路径的起始点与终点，建立open表与close表用于存储，，与父节点，其中的计算公式如下： 1.27； 其中，为启发函数，为节点到终点的曼哈顿距离，即： 1.28； 为起点节点的性能指标，即： 1.28； 父节点为节点的前一个航路节点； 2.5将节点周围的所有威胁代价不为零的节点作为探索节点放入open表，从open表中取出航路估计代价最小的节点，将其插入close表；其中，为节点的相邻节点，且节点可达； 2.6判断新插入的节点是否为目标点，若不是，再将节点周围的所有威胁代价不为零的节点作为探索节点放入open表，从open表中取出航路估计代价最小的节点，并再次放入close表，直至新插入的节点为目标点； 2.7基于close表查找终点的父节点，在此基础上递归查找的父节点，以此类推，直至父节点为起始点，则航路被以航路点的方式保存，形式如下： ； 通过上述算法得到一个新的航迹； 3舵面损伤与故障后飞行性能评估与航迹重规划 在进行航迹规划前，需要准确给出飞行运动学约束，即步骤1.1中给的两个飞行运动学约束，最大航程约束和最小转角约束，均与飞行器发生舵面损伤和故障有关； 在利用A算法进行飞行器航迹规划时，上述约束可以转换为两种，其一是路径最大长度，其二是规划网格大小，其中，飞行器的最大航程限制了路径最大长度，飞行器的最小转角约束和最小直飞段约束限制了规划网格大小； 因此，需要在飞行器舵面损伤以及故障情况下，对飞行器进行了步骤1.2中的基本飞行能力的评估，之后确定A算法规划的路径长度和网格大小； 其中，对损伤和故障后的飞行器进行航迹规划时，其航程约束即对应于飞行基本性能评估中的航程能力，所以对A算法规划之后长度的约束如下式所示： 1.29； 而其最小转角约束不能直接进行约束，故对这两项约束进行相关分析，得到其具体的实现方式； 最小转角约束在水平方向的约束实际体现即为最小转弯半径约束，在竖直方向的约束实际体现为最小轨迹曲率半径，两者概念相同，下面通过最小转弯半径约束，说明转弯半径约束和飞行器配平能力以及机动能力之间的关系； 飞行器的转弯半径写为： 1.30； 还可以写为： 1.31； 可以看到其与最小转弯速度以及最大滚转坡度角或者是最大横向过载有关；在上述基本飞行性能中，其最大迎角以及最大、最小侧滑角决定了飞行器最小的配平速度，这和机动能力中的最大横向过载共同决定了最小转弯半径； 其中最小转弯半径与A算法网格的大小之间具有如下关系： 1.32； 在使用A算法进行航迹规划时，必须满足路径长度和网格大小两个条件，假如不满足，则需要改变A算法的网格大小，重新规划路径，而如果规划后的路径的航程约束仍不能满足，则需要继续寻路，如果不能找到，将使用迫降终点，实施迫降。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人大连理工大学，其通讯地址为：116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。