太阳能无人机升阻比实时测试方法、电子设备及介质技术

本申请公开了一种太阳能无人机升阻比实时测试方法、电子设备及介质。该方法可以包括：建立太阳能无人机的轴向单侧等效磁路模型，计算磁路的总磁阻；根据总磁阻，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力；根据每一套推进系统的磁悬浮轴承产生的磁力合力，计算太阳能无人机的推力；计算太阳能无人机的升力与阻力，进而计算升阻比。本发明专利技术基于轴向纯电磁轴承实现，无需增加任何附加硬件设备，即可实现太阳能无人机飞行期间的升阻比实时获取，简单实用，切实可行，物理意义明确，结合对应时刻无人机姿态等参数信息，可有效应用于太阳能无人机总体气动性能分析，对太阳能无人机的总体设计起指导作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
太阳能无人机升阻比实时测试方法、电子设备及介质


[0001]本专利技术涉及太阳能无人机领域，更具体地，涉及一种太阳能无人机升阻比实时测试方法、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]太阳能无人机是一种极具发展潜力的新型飞行器，它以太阳能为动力来源，无需携带任何燃料，理论上可以实现永久空中飞行。相比常规无人机，太阳能无人机最大的特点就是飞行高度高、航时超长、能量利用率要求极高等。太阳能无人机的升阻比指标直接影响太阳能无人机的载重能力，影响太阳能无人机的飞行高度和航时，是太阳能无人机的核心设计指标，所以太阳能无人机升阻比这一指标的设计复合性尤为关键。目前对于太阳能无人机升阻比的测试方法有限，大都是利用飞行速度、加速度等飞行数据完成升阻比的估算，准确度不得而知。
[0003]因此，有必要开发一种太阳能无人机升阻比实时测试方法、电子设备及介质。
[0004]公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种太阳能无人机升阻比实时测试方法、电子设备及介质，其基于轴向纯电磁轴承实现，无需增加任何附加硬件设备，即可实现太阳能无人机飞行期间的升阻比实时获取，方法简单实用，切实可行，物理意义明确，结合对应时刻无人机姿态等参数信息，可有效应用于太阳能无人机总体气动性能分析，对太阳能无人机的总体设计起指导作用。
[0006]第一方面，本公开实施例提供了一种太阳能无人机升阻比实时测试方法，包括：
[0007]建立太阳能无人机的轴向单侧等效磁路模型，计算磁路的总磁阻；
[0008]根据所述总磁阻，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力；
[0009]根据每一套推进系统的磁悬浮轴承产生的磁力合力，计算所述太阳能无人机的推力；
[0010]计算所述太阳能无人机的升力与阻力，进而计算升阻比。
[0011]优选地，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力包括：
[0012]根据所述总磁阻，分别计算x轴正向、负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力；
[0013]根据x轴正向、负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力，计算所述磁悬浮轴承产生的磁力合力。
[0014]优选地，通过公式(1)计算x轴正向的侧磁悬浮轴承产生的吸力：
[0015][0016]其中，F
x
为x轴正向的侧磁悬浮轴承产生的吸力，R为总磁阻，r1、r2、r3、r4分别为定子的内环外径、内环内径、外环内径、外环外径，N为线圈匝数，μ0为真空磁导率，i1为x正向部分线圈电流大小。
[0017]优选地，通过公式(2)计算x轴负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力：
[0018][0019]其中，F
‑
x
为x轴负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力，i2为x负向部分线圈电流大小。
[0020]优选地，通过公式(3)计算所述磁悬浮轴承产生的磁力合力：
[0021]F＝F
‑
x
‑
F
x
+m1a
x
ꢀꢀ
(3)
[0022]其中，F为磁悬浮轴承产生的磁力合力，m1为转子系统质量。
[0023]优选地，通过公式(4)计算所述太阳能无人机的推力：
[0024][0025]其中，F
t
为太阳能无人机的推力，F
j
为第j套推进系统的磁悬浮轴承产生的磁力合力，n为推进系统的数量。
[0026]优选地，通过公式(5)计算所述太阳能无人机的升力：
[0027]F
f
＝ma
z
+G
ꢀꢀ
(5)
[0028]通过公式(6)计算所述太阳能无人机的阻力：
[0029]F
r
＝F
t
‑
ma
x
ꢀꢀ
(6)
[0030]其中，F
f
为升力，F
r
为阻力，m为太阳能无人机的质量，G为太阳能无人机的重力，a
z
为当前时刻的上升加速度。
[0031]优选地，通过公式(7)计算所述升阻比：
[0032]K＝F
f
/F
r
ꢀꢀ
(7)
[0033]其中，K为升阻比。
[0034]作为本公开实施例的一种具体实现方式，
[0035]第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0036]存储器，存储有可执行指令；
[0037]处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的太阳能无人机升阻比实时测试方法。
[0038]第三方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的太阳能无人机升阻比实时测试方法。
[0039]本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实
施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0040]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0041]图1示出了根据本专利技术的一个实施例的太阳能无人机用轴向磁悬浮轴承的截面示意图。
[0042]图2a和图2b分别示出了根据本专利技术的一个实施例的磁路区域划分与等效磁路的示意图。
[0043]图3示出了根据本专利技术的一个实施例的太阳能无人机升阻比实时测试方法的步骤的流程图。
[0044]图4示出了根据本专利技术的一个实施例的太阳能无人机的示意图。
[0045]附图标记说明：
[0046]1、x正向的定子铁芯；2、X正向的线圈；3、X负向的线圈；4、X负向的定子铁芯；5、转子轴；5
‑
a、转子轴上的推力盘。
具体实施方式
[0047]下面将更详细地描述本专利技术的优选实施方式。虽然以下描述了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。
[0048]本专利技术提供一种太阳能无人机升阻比实时测试方法，包括：
[0049]建立太阳能无人机的轴向单侧等效磁路模型，计算磁路的总磁阻；
[0050]根据总磁阻，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力；
[0051]根据每一套推进系统的磁悬浮轴承产生的磁力合力，计算太阳能无人机的推力；
[0052]计算太阳能无人机的升力与阻力，进而计算升阻比。
[0053]在一个示例中，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能无人机升阻比实时测试方法，其特征在于，包括：建立太阳能无人机的轴向单侧等效磁路模型，计算磁路的总磁阻；根据所述总磁阻，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力；根据每一套推进系统的磁悬浮轴承产生的磁力合力，计算所述太阳能无人机的推力；计算所述太阳能无人机的升力与阻力，进而计算升阻比。2.根据权利要求1所述的太阳能无人机升阻比实时测试方法，其中，计算磁悬浮轴承产生的磁力合力包括：根据所述总磁阻，分别计算x轴正向、负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力；根据x轴正向、负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力，计算所述磁悬浮轴承产生的磁力合力。3.根据权利要求2所述的太阳能无人机升阻比实时测试方法，其中，通过公式(1)计算x轴正向的侧磁悬浮轴承产生的吸力：其中，F
x
为x轴正向的侧磁悬浮轴承产生的吸力，R为总磁阻，r1、r2、r3、r4分别为定子的内环外径、内环内径、外环内径、外环外径，N为线圈匝数，μ0为真空磁导率，i1为x正向部分线圈电流大小。4.根据权利要求3所述的太阳能无人机升阻比实时测试方法，其中，通过公式(2)计算x轴负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力：其中，F
‑
x
为x轴负向的侧磁悬浮轴承产生的吸力，i2为x负向部分线圈电流大小。5.根据权利要求4所述的太阳能无人机升阻比实时测试方法，其中，通过公式(3)计算所述磁悬浮轴承产生的磁力合力：F＝F
‑
x
‑
F
x
+m1a
x
ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，F为磁悬浮轴承产生的磁力合力，m1为转子系统质量。6.根据权利要求1所述的太阳能无人机升阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：俱子研，兰根龙，王政，黄泳诚，郭林，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：