一种针对复合翼无人机的能源管理系统技术方案

本发明专利技术属于储存系统技术领域，尤其涉及一种针对复合翼无人机的能源管理系统，包括常用项目评估模块、存储选择计算模块、存储模块、市电及太阳能能源储备模块和健康管理模块，市电及太阳能能源储备模块用于储备市电能源和太阳能能源，并根据需要对二者进行切换，健康管理模块用于监管无人机电量和无人机充电时的参数；本发明专利技术的针对复合翼无人机的能源管理系统，为保证无人机充电时的安全以及无人机电池的健康，设定最佳充电电量，通过充电电流管理模块和充电电压管理模块根据无人机的电池健康状况选择合适的充电电流和充电电压，保证在充电时最大程度的保护电池，确保无人机的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种针对复合翼无人机的能源管理系统


[0001]本专利技术属于储存系统
，具体为一种针对复合翼无人机的能源管理系统。

技术介绍

[0002]与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。由于无人机被广泛应用，其也被用于国防，军事等方面，在大规模应用中，无人机往往需要批量进行使用，这是，针对其能源管理就成了一个新问题。鉴于此，我们提出一种针对复合翼无人机的能源管理系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种针对复合翼无人机的能源管理系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种针对复合翼无人机的能源管理系统，包括常用项目评估模块、存储选择计算模块、存储模块、市电及太阳能能源储备模块和健康管理模块，所述常用项目评估模块用于计算评估项目的使用过程中能源调用参数，所述存储选择计算模块用于计算项目存储调用的合适路径，所述存储模块用于存储常用和非常用的项目，所述市电及太阳能能源储备模块用于储备市电能源和太阳能能源，并根据需要对二者进行切换，所述健康管理模块用于监管无人机电量和无人机充电时的参数。
[0006]优选的，市电及太阳能能源储备模块包括能源选择模块、市电模块和太阳能模块，所述市电模块用于调用220V市电并存储在蓄电池内，所述太阳能模块用于将光能转化为电能并存储在蓄电池内，所述能源选择模块用于选择市电模块和太阳能模块之一对蓄电池进行充电，具体为：当所述太阳能模块的输出电压到达设定阈值时，选择所述太阳能模块对蓄电池进行充电，当所述太阳能模块的输出电压低于设定阈值时，选择市电模块对蓄电池进行充电。
[0007]优选的，所述常用项目评估模块包括使用频率评估单元和数据传输存储评估单元，所述使用频率评估单元评估项目调用的频率，所述数据传输存储评估单元用于评估项目数据传输存储；所述使用频率评估单元用于计算项目调用频率T的计算公式为：
[0008][0009]其中，t为项目调用过程所用时间，n为时间t内项目调取使用次数。
[0010]优选的，所述数据传输存储评估单元用于计算数据传输存储评估参数W的计算公式为：
[0011][0012]其中，E是合适路径e的节点集合，预计执行时间t(e)为路径e的资源处理作业时间，b(e)指路径e所提供的数据传输最大速度，d(e)指路径e产生的最大传输延迟，A为t(e)约束条件的权重，B为b(e)约束条件的权重，C为d(e)三个约束条件的权重。
[0013]优选的，所述健康管理模块包括无人机电量监测模块、充电电流管理模块和充电电压管理模块，所述无人机电量监测模块用于当无人机进行降落后根据触电检测无人机的电量，并选择是否为其进行充电，具体为：当无人机的电量低于设定阈值时，对其进行充电，当无人机的电量高于设定阈值时，不对其进行充电，所述充电电流管理模块用于根据无人机的电池健康状况选择合适的充电电流，所述充电电压管理模块用于根据无人机的电池健康状况选择合适的充电电压。
[0014]在具体充电过程中，电池充电一般包含两个阶段：恒流(CC)充电阶段和恒压(CV)充电阶段R
BT
为电池等效阻抗，R
BT
＝U
BT
/I
BT
。在充电初期系统采用CC模式给电池充电，此时，电池电压逐渐升高，R
BT
从a点等效阻抗R
BTa
增加到b点等效阻抗R
BTb
,随着电池电压升髙到切换阈值U
bmax
时，系统采用CV模式给电池充电，电池电流逐渐减小，当电流减小至设定阈值I
bmax
时，充电过程结束。
[0015]电池无线充电系统要根据电池的充电需求来设计。在此采用5200mAh的锂电池为依据，电池的充电参数为：电池电压U
b
为22.2
‑
22.5V，最大充电电流I
bmax
＝3A，截止电流I
bmin
＝1A，R
BTa
＝7.4Ω，R
BTb
＝8.4Ω，c点等效阻抗R
BTc
＝25.2Ω。在CC模式时，充电电流保持3A，电池电压从22.2V逐渐上升到25.2V。对应的等效阻抗从R
BTa
(7.4Ω)增加至R
BTb
(8.4Ω)。当U
b
达到最大值25.2V时，电池开始转为CV模式充电，此时充电电压保持不变，电流逐渐从3A减小至1A。对应等效阻抗由R
BTb
(8.4Ω)增加至R
BTc
(25.2Ω)。
[0016]优选的，所述存储选择计算模块包括调用能源评估单元、调用速度评估单元和存储配置单元，所述调用能源评估单元用于评估项目存储调用过程中能源使用量，所述调用速度评估单元用于评估项目存储调用过程的数据处理传输速度，所述存储配置单元用于配置项目方便调用的存储位置；所述调用资源评估单元的评估计算资源调用参数S的计算公式为：
[0017][0018]其中，S为路径中所有节点对应的资源使用量总和，TL为t(e)边界限制条件，DL为b(e)的边界限制条件，EL为d(e)边界限制条件，E为路径e的节点集合。
[0019]优选的，所述调用速度评估单元项目调用存储速度V(k+1)预测评估计算公式为：
[0020][0021]其中，V(k)是第m号工作节点计算第k次预测传输执行速度，a
k
为第k次预测时的系统负载程度，Vr(k)指第m号工作节点计算第k次实际的传输执行速度，ρ是在不同环境中调节经验值和预制值的比重的一个调节参数，V(k+1)是第m号工作节点计算资源第(k+1)次预测执行速度。
[0022]优选的，所述存储配置单元用于计算配置存储参数H的计算公式为：
[0023][0024]其中，T为项目调取使用的频率，S为评估计算资源调用参数，V(k+1)为预测第(k+1)的调用存储速度。
[0025]优选的，所述调用资源评估单元的工作步骤为：
[0026]步骤S1：依据计算数据传输存储评估参数W的计算公式计算出资源调用参数S的数值；
[0027]步骤S2：再根据调用速度评估单元预测计算第(k+1)次预测执行调用项目的输出传输速度V(k+1)的数值；
[0028]步骤S3：根据存储配置单元计算配置存储参数H的数值，再根据自定义对参数H取值范围选取阈值，根据阈值对项目分类存储。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对复合翼无人机的能源管理系统，包括常用项目评估模块(100)、存储选择计算模块(200)、存储模块(300)、市电及太阳能能源储备模块(400)和健康管理模块(500)，其特征在于：所述常用项目评估模块(100)用于计算评估项目的使用过程中资源调用参数，所述存储选择计算模块(200)用于计算项目存储调用的合适路径，所述存储模块(300)用于存储常用和非常用的项目，所述市电及太阳能能源储备模块(400)用于储备市电能源和太阳能能源，并根据需要对二者进行切换，所述健康管理模块(500)用于监管无人机电量和无人机充电时的参数。2.根据权利要求1所述的针对复合翼无人机的能源管理系统，其特征在于：所述市电及太阳能能源储备模块(400)包括能源选择模块(401)、市电模块(402)和太阳能模块(403)，所述市电模块(402)用于调用220V市电并存储在蓄电池内，所述太阳能模块(403)用于将光能转化为电能并存储在蓄电池内，所述能源选择模块(401)用于选择市电模块(402)和太阳能模块(403)之一对蓄电池进行充电，具体为：当所述太阳能模块(403)的输出电压到达设定阈值时，选择所述太阳能模块(403)对蓄电池进行充电，当所述太阳能模块(403)的输出电压低于设定阈值时，选择市电模块(402)对蓄电池进行充电。3.根据权利要求2所述的针对复合翼无人机的能源管理系统，其特征在于：所述常用项目评估模块(100)包括使用频率评估单元(101)和数据传输存储评估单元(102)，所述使用频率评估单元(101)评估项目调用的频率，所述数据传输存储评估单元(102)用于评估项目数据传输存储；所述使用频率评估单元(101)用于计算项目调用频率T的计算公式为：其中，t为项目调用过程所用时间，n为时间t内项目调取使用次数。4.根据权利要求2所述的针对复合翼无人机的能源管理系统，其特征在于：所述数据传输存储评估单元(102)用于计算数据传输存储评估参数W的计算公式为：其中，E是合适路径e的节点集合，预计执行时间t(e)为路径e的资源处理作业时间，b(e)指路径e所提供的数据传输最大速度，d(e)指路径e产生的最大传输延迟，A为t(e)约束条件的权重，B为b(e)约束条件的权重，C为d(e)三个约束条件的权重。5.根据权利要求1所述的针对复合翼无人机的能源管理系统，其特征在于：所述健康管理模块(500)包括无人机电量监测模块(501)、充电电流管理模块(502)和充电电压管理模块(503)，所述无人机电量监测模块(501)用于当无人机进行降落后根据触电检测无人机的电量，并选择是否为其进行充电，具体为：当无人机的电量低于设定阈值时，对其进行充电，当无人机的电量高于设定阈值时，不对其进行充电，所述充电电流管理模块(502)用于根据无人机的电池健康状况选择合适的充电电流，所述充电电压管理模块(503)用于根据无人机的电池健康状况选择合适的充电电压。6.根据权利要求5所述的针对复合翼无人机的能源管理系统，其特征在于：所述存储选择计算模块(200)包括调用资源评估单元(201)、调用速度评估单元(202)和存储配置单元(203)，所述调用资源评估单元(201)用于评估项目存储调用过程中资源使用量，所述调用速度评估单元(202)用于评估项目存储调用过程的数据处理传输速...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚雨婷，裘晓峰，于德志，
申请(专利权)人：枣庄易飞航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：