一种轻型无人机电动力系统辨识方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轻型无人机电动力系统辨识方法与装置，包括：搭建轻型无人机电动力系统时域数学模型Hammerstein型非线性微分方程结构，含一阶线性微分环节和二次幂非线性环节；辨识线性环节参数：由相等转动惯量的光电编码盘代替空气螺旋桨，起到模拟加速转动的惯性力的作用，通过给予阶跃信号，从输出转速响应即可获得一阶线性微分环节的时间常数和放大系数；辨识非线性环节参数：非线性环节不涉及微分项，通过多组稳态输入输出关系即可拟合计算非线性环节参数。本发明专利技术所涉及方法相比传统技术更具客观性和精准性，在微分项动态辨识时能较好地避免由螺旋桨空气动力产生非线性项所带来的不利影响；本发明专利技术使用地面测试装置，能在线地、准确地采集转速响应。

【技术实现步骤摘要】
一种轻型无人机电动力系统辨识方法与装置
本专利技术涉及轻型无人机的
，具体涉及一种轻型无人机电动力系统辨识方法与装置。
技术介绍
民用领域的轻型无人机，特别是多旋翼无人机多采用电动力装置。典型的电动力装置由电子调速器、直流电动机和空气螺旋桨组成，并将来自于蓄电池中的电能转换成空气动力，是为无人机提供升力或姿态调节的主要动力。其中空气动力转矩大小同空气螺旋桨转速(或轴角速度)单调相关，转速又由数字信号所调节的直流功率决定。因此，数字信号同空气螺旋桨转速的时域关系构成了无人机电动力装置输入-输出模型，而模型的精确度对电动力装置的控制器仿真设计有着至关重要的影响。输入数字信号可由单片机直接采集，输出转速由光电传感器通过采集编码盘或螺旋桨叶片扫略光电门时间计算获得。电子调速器(ElectricSpeedController)的输入为表示0-100％程度(或高电平时间比例)的数字信号和定压直流电源，输出直流电压则为数字信号所表示的百分比和直流电源压力的乘积。直流电动机(BrushlessDCMotor)将来自电子调速器输出的直流电压转化为转子转矩。对于小型直流电机，若不考虑电枢电感和轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻型无人机电动力系统辨识方法，其特征在于：包括：步骤1、搭建非线性微分方程框架：轻型无人机电动力系统时域数学模型属于Hammerstein(哈默斯坦)型非线性微分方程的一种，由一阶线性微分环节和二次幂非线性环节构成；步骤2、辨识线性环节参数：由相等转动惯量的光电编码盘代替空气螺旋桨，起到无损模拟加速转动的惯性力的作用，通过给予阶跃信号，根据输出转速响应即可获得一阶线性微分环节的时间常数和放大系数；步骤3、辨识非线性环节参数：非线性环节不涉及微分项，通过多组稳态输入输出关系即可拟合计算非线性环节参数。

【技术特征摘要】
1.一种轻型无人机电动力系统辨识方法，其特征在于：包括：步骤1、搭建非线性微分方程框架：轻型无人机电动力系统时域数学模型属于Hammerstein(哈默斯坦)型非线性微分方程的一种，由一阶线性微分环节和二次幂非线性环节构成；步骤2、辨识线性环节参数：由相等转动惯量的光电编码盘代替空气螺旋桨，起到无损模拟加速转动的惯性力的作用，通过给予阶跃信号，根据输出转速响应即可获得一阶线性微分环节的时间常数和放大系数；步骤3、辨识非线性环节参数：非线性环节不涉及微分项，通过多组稳态输入输出关系即可拟合计算非线性环节参数。2.一种轻型无人机电动力系统辨识装置，其特征在于：包括：光电编码盘：由增材技术打印机制作，ABS材质圆盘形状，在圆周上均匀分布6-9个缺口，中心附近设计有补偿圆柱块；光电传感器：光电门宽度为0.02m，当光电门光路被遮挡时，传感器信号管脚输出高电平，否则输出低电平；轻型无人机电动力系统地面测试台：由AVR式单片机最小系统、弯矩式应变传感器及A/D转换元件、光电传感器、电流电压传感器、非接触式温度传感器和线性功率杆组成，可测量拉力、反扭矩、电流、电压、转子温度、转速参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：安斯奇，侯宽新，刘晓锋，陈丹晴，崔毅，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：四川,51