本发明专利技术公开了一种轻小型油动无人机的能源管理系统，包括：能源管理控制板；通过数据总线与能源管理控制板通信连接的发动机监控模块、电量监控模块、温度监控模块以及其它功能性监控模块；其中，所述能源管理控制板为基于STM32的综合控制板，所述综合控制板通过光电耦合器与发动机监控模块的转速传感器组通信连接；所述综合控制板与电量监控模块通过AD采集芯片进行通信连接。本发明专利技术提供一种轻小型油动无人机的能源管理系统，能简化无人机电子系统的复杂度、实现无人机全机电力综合管理与监控、实现无人机封闭式机体温度综合感知、实现无人机发动机管理与监控，实现工业级无人机能源系统的可维护性和可靠性。源系统的可维护性和可靠性。源系统的可维护性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
轻小型油动无人机的能源管理系统及应用方法
[0001]本专利技术涉及一种设备集成管理领域。更具体地说，本专利技术涉及一种轻小型油动无人机的能源管理系统及应用方法。
技术介绍
[0002]随着无人机技术越来越普及，轻小型油动无人机因其航时和载重能力的优势，使其在工业领域的应用也受到人们的青睐与重视。目前轻小型油动无人机由于其工业化应用需求，在安全性和可靠性上已经提出了新的要求，原来大量采用航模体制的航电系统配置方式已转向定制化工业级产品，作为轻小型油动无人机最为重要的供电系统管理已成为制约系统安全性的重要设备。
[0003]而现有技术中，对于航天器来说，已有相当完善的能源管理系统，但其无法直接应用于轻小型油动直升机(无人机)，其原因在于：轻小型油动直升机体积较小，现有的能源管理系统针对大型的无人机，这类无人机载重大，配备专用的能源管理系统；部分重量超过100kg的小型无人机也有专用的能源管理系统；航模体制轻型无人机因载重和体积原因，未配备专用能源管理系统；轻小型油动直升机在航模体制上进行了改进，增大了发动机的动力，提高了尺寸和重量，在转向工业级产品时，尤其需要一款专用的能源管理系统。
技术实现思路
[0004]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种轻小型油动无人机的能源管理系统，包括：
[0006]能源管理控制板；
[0007]通过数据总线与能源管理控制板通信连接的发动机监控模块、电量监控模块、温度监控模块以及其它功能性监控模块；
[0008]其中，所述能源管理控制板为基于STM32的综合控制板，所述综合控制板通过光电耦合器与发动机监控模块的转速传感器组通信连接；
[0009]所述综合控制板与电量监控模块通过AD采集芯片进行通信连接。
[0010]优选的是，在电量监控模块的被测电压处，通过对应的分压电阻进行分压处理，再经隔离放大器件将电压放大至0～2V后，输入至AD采集芯片；
[0011]在电量监控模块的被测电流处，通过霍尔电流传感器将电流按比例转化至0～5V后，输入至AD采集芯片；
[0012]其中，综合控制板通过SPI总线获取AD芯片采集到的电压信息，并转换成相应的电流或电压。
[0013]优选的是，轻小型油动无人机的电力输入为发电机和/或机载电池，所述综合控制板与发电机之间通过整流器连接；
[0014]所述电量监控模块被配置为包括：
[0015]与综合控制板连接，以提供14.4V、12V工作电压的第一隔离电源模块；
[0016]与综合控制板连接，以提供7.4V工作电压的第二隔离电源模块；
[0017]其中，所述第一隔离电源模块、第二隔离电源模块与综合控制板之间还有相配合的电量传感器组。
[0018]优选的是，所述转速传感器被配置为包括：
[0019]与点火器通信连接的第一转速传感器以及与备用测量发动机主轴和/或主螺旋桨轴通信连接的第二转速传感器。
[0020]优选的是，所述其它功能性监控模块被配置为包括：
[0021]对油量进行监测的第一传感器；
[0022]对轮载进行监测的第二传感器；
[0023]所述温度监控模块被配置为包括：
[0024]所述温度监控模块对发动机、机舱的温度采集均配置为采用NTC3950 10K温度电阻实现。
[0025]一种轻小型油动无人机的能源管理系统的应用方法，通过综合控制板与发动机监控模块、电量监控模块、温度监控模块以及其它功能性监控模块的数据通信，使得系统可工作于温度管理模式、电源管理模式以及发动机管理模式下，完成对各监测模块的综合、联动控制。
[0026]优选的是，在温度管理模式下，各采样点的温度电阻将实时获取的温度数据通过数据总线传递给综合控制板；
[0027]所述综合控制板对获取的温度数据进行识别以得到对应的采样点位置信息；
[0028]所述综合控制板基于采样点的位置信息，通过超温控制逻辑对特定区域的降温设备进行驱动与控制。
[0029]优选的是，在电源管理模式下，发电机供应的电力通过整流器整流成14.4V的电压后输入至综合控制板，以通过综合控制板为电池充电或输出至第一隔离电源模块，确定无人机整机系统的上下电；
[0030]第一隔离电源模块将输入的14.4V电压进行稳压处理后，输出12V电压至综合控制板；
[0031]综合控制板将经第一隔离电源模块稳压后的12V电压进行采样后，输出给第二隔离电源模块和无人机上的12V用电部件；
[0032]第二隔离电源模块将输入的12V电压进行稳压处理后，输出7.4V电压至综合控制板；
[0033]综合控制板将经第二隔离电源模块稳压后的7.4V电压进行采样后，输出给无人机上的7.4V用电部件；
[0034]其中，所述综合控制板通过对应的电量传感器组对电池、各电源模块的电量数据信息进行监控，并基于获取的电量信息对电池性能、整机功耗进行评估、管理。
[0035]各采样点的温度电阻将实时获取的温度数据通过数据总线传递给综合控制板；
[0036]所述综合控制板对获取的温度数据进行识别以得到对应的采样点位置信息；
[0037]所述综合控制板基于采样点的位置信息，通过超温控制逻辑对特定区域的降温设
备进行驱动与控制。
[0038]优选的是，在发动机管理模式下，控制点火器上电后，综合控制板通过控制继电器的通断来操控起动机以使发动机启动；
[0039]在发动机启动后，综合控制板基于各转速传感器采集的转速数据信息，对油门舵机和风门舵机的工作状态进行控制；
[0040]综合控制板基于发动机温度状态，采用分段式转速控制算法，实现定转误差调节；
[0041]综合控制板基于实时采集的油量数据信息，计算当前油耗，以得到剩余工作时间；
[0042]综合控制板统计发动机运行时间并进行基础数据存储。
[0043]本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术的综合能源管理系统全面兼容小型燃油双缸发动机供配电同时接入转速和温度信号、油门和风门的控制信号，其起到的效果在于简化无人机电子系统的复杂度、增加无人机感知传感器选择类型、多样化的接口，扩展能力强、实现无人机全机电力综合管理与监控、实现无人机封闭式机体温度综合感知、实现无人机发动机管理与监控、实现工业级无人机能源系统的可维护性和可靠性。
[0044]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0045]图1为本专利技术的能源管理系统的通讯连接示意图；
[0046]图2为本专利技术的能源管理系统的电连接示意图；
[0047]图3为本专利技术的综合控制板的连接原理示意图；
[0048]图4为本专利技术的轮载检测电路图；
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轻小型油动无人机的能源管理系统，其特征在于，包括：能源管理控制板；通过数据总线与能源管理控制板通信连接的发动机监控模块、电量监控模块、温度监控模块以及其它功能性监控模块；其中，所述能源管理控制板为基于STM32的综合控制板，所述综合控制板通过光电耦合器与发动机监控模块的转速传感器组通信连接；所述综合控制板与电量监控模块通过AD采集芯片进行通信连接。2.如权利要求1所述的轻小型油动无人机的能源管理系统，其特征在于，在电量监控模块的被测电压处，通过对应的分压电阻进行分压处理，再经隔离放大器件将电压放大至0～2V后，输入至AD采集芯片；在电量监控模块的被测电流处，通过霍尔电流传感器将电流按比例转化至0～5V后，输入至AD采集芯片；其中，综合控制板通过SPI总线获取AD芯片采集到的电压信息，并转换成相应的电流或电压。3.如权利要求1所述的轻小型油动无人机的能源管理系统，其特征在于，轻小型油动无人机的电力输入为发电机和/或机载电池，所述综合控制板与发电机之间通过整流器连接；所述电量监控模块被配置为包括：与综合控制板连接，以提供14.4V、12V工作电压的第一隔离电源模块；与综合控制板连接，以提供7.4V工作电压的第二隔离电源模块；其中，所述第一隔离电源模块、第二隔离电源模块与综合控制板之间还有相配合的电量传感器组。4.如权利要求1所述的轻小型油动无人机的能源管理系统，其特征在于，所述转速传感器被配置为包括：与点火器通信连接的第一转速传感器以及与备用测量发动机主轴和/或主螺旋桨轴通信连接的第二转速传感器。5.如权利要求1所述的轻小型油动无人机的能源管理系统，其特征在于，所述其它功能性监控模块被配置为包括：对油量进行监测的第一传感器；对轮载进行监测的第二传感器；所述温度监控模块被配置为包括：所述温度监控模块对发动机、机舱的温度采集均配置为采用NTC3950 10K温度电阻实现。6.如权利要求1
‑
5任一项所述轻小型油动无人机的能源管理系统的应用方法，其特征在于，通过综合控制板与发动机监控模块、电量监控模块、温度监控模块以及其它功能性监控模块的数据通信，使得系统可工作于温度管理模式、电源管...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑海峰，周远兴，马辉，王垚，
申请(专利权)人：四川五视天下科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。