The invention discloses a hybrid four rotor unmanned aerial vehicle and a control method thereof. The hybrid unmanned aerial vehicle comprises a fuel engine (1), a traction motor (2), a transmission system (3), and a complete machine control unit (2). The system and method control or compensate for the actual input torque of the transmission system by controlling the torque source of the traction motor based on the measured input torque of the transmission system. In the four rotor unmanned aerial vehicle, the fuel engine provides most of the propeller driving force, the traction motor provides the propeller to accelerate the driving force and the regenerative braking force, so as to realize the attitude control of the unmanned aerial vehicle. The invention has the advantages of high energy density of the fuel engine and simple control of the electric multi rotor.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种油电混合四旋翼动力单元及其控制方法,属于航空产品
技术介绍
四旋翼飞行器通过无线电遥控系统及自主飞行控制系统对其进行操作控制,以实现飞行器的起降、前后左右飞行、加减速以及方向控制等。可操纵性、稳定性、有效任务载荷和续航时间是考察四旋翼飞行器的重要指标,在相同的可操纵性及稳定性条件下,使用者追求更大的有效任务载荷与长时间续航飞行能力。传统的四旋翼飞行器分别在螺旋桨所在旋转轴上安装电动机以驱动螺旋桨从而达到飞行的目的,通过改变电机转速来改变各旋翼的升力大小,以控制飞行姿态。这种布局方案的控制策略发展较为成熟,但其电机耗能高,且对蓄电池的蓄电能力有较高要求,因此难以满足大载重长时有效续航的任务需求。为利用燃油发动机能量密度较高的优势,油电混合动力四旋翼飞行器兼顾了油机和电机的优点,目前,油电混合四旋翼飞行器还没有较为成熟的产品及控制方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种能有效解决电动四旋翼飞行器载荷小与油动四旋翼飞行器控制复杂这一矛盾的飞行器,同时提供了混合动力四旋翼飞行器的控制方法。此外,本专利技术的另一目的在于提供一种能够提高使用者使用便利性的混合动力四旋翼飞行器。根据本专利技术,所述混合动力四旋翼动力单元具有燃油发动机,传动系统,螺旋桨以及设置在螺旋桨与传动系统之间的电动机。所述系统和方法基于测量的螺旋桨转速通过控制电动机扭矩的扭矩源,而控制或补偿实际螺旋桨所需扭矩。根据本专利技术提供的一种油电混合四旋翼动力单元,包括:燃油发动机;传动系统,齿轮减速装置且输出轴与电机同轴;螺旋桨;牵引电动机,设置在传动系统与螺旋桨之 ...
【技术保护点】
一种油电混合四旋翼动力单元及其控制方法,所述混合动力四旋翼动力单元具有设置在发动机和传动系统与螺旋桨之间的牵引电动机,燃油发动机提供螺旋桨的主要驱动力,电动机提供加速驱动力和再生制动力,所述方法包括:在飞行器起飞阶段,燃油发动机输出扭矩不断增加,以增加螺旋桨升力;飞行器进行姿态控制阶段,电动机基于采集的飞行器姿态反馈提供螺旋桨驱动力矩和制动力矩,以改变螺旋桨转速,从而使螺旋桨转速达到目标转速;在飞行器降落阶段,燃油发动机输出扭矩逐渐减小,以减小螺旋桨升力。
【技术特征摘要】
2016.04.13 CN 20161022532591.一种油电混合四旋翼动力单元及其控制方法,所述混合动力四旋翼动力单元具有设置在发动机和传动系统与螺旋桨之间的牵引电动机,燃油发动机提供螺旋桨的主要驱动力,电动机提供加速驱动力和再生制动力,所述方法包括:在飞行器起飞阶段,燃油发动机输出扭矩不断增加,以增加螺旋桨升力;飞行器进行姿态控制阶段,电动机基于采集的飞行器姿态反馈提供螺旋桨驱动力矩和制动力矩,以改变螺旋桨转速,从而使螺旋桨转速达到目标转速;在飞行器降落阶段,燃油发动机输出扭矩逐渐减小,以减小螺旋桨升力。2.根据权利要求1所述的方法,所述方法还包括:在飞行器起飞阶段,基于测量的飞行器高度反馈,利用闭环控制来控制燃油发动机的输出扭矩;在飞行器起飞和在飞行器姿态控制阶段,基于测量的螺旋桨转速反馈,利用闭环控制来控制电动机驱动扭矩和制动扭矩;在飞行器降落阶段,基于测量的飞行器高度反馈,利用闭环控制来控制燃油发动机的输出扭矩。3.根据权利要求1所述的方法,所述方...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡龙,王一博,
申请(专利权)人:北京天宇新超航空科技有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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