串联式油电混动垂起固定翼无人机动力系统建模方法技术方案

本发明专利技术公开一种串联式油电混动垂起固定翼无人机动力系统建模方法，通过无人机目标需求根据预设方法确定无人机动力系统动力组件，再通过无人机动力系统设计方法进行各动力组件的布局与连接，再通过试验方案搭建动力系统一体化验证平台后进行动力系统特性试验，最后通过建模方案基于试验数据搭建动力系统仿真模型并通过验证方法验证模型准确性。本发明专利技术实现了串联式油电混动垂起固定翼无人机在不同任务模式和工况下的油电协同驱动与能量利用率最大化、实现简便高效地对动力系统可靠性与正确性进行验证、实现方便快捷地对动力系统进行仿真平台的搭建，以为此类型无人机的控制及能量管理策略和多工作模式功率的协调调度提供数值分析的依据。供数值分析的依据。供数值分析的依据。

【技术实现步骤摘要】
串联式油电混动垂起固定翼无人机动力系统建模方法


[0001]本专利技术属于垂起固定翼无人机动力系统技术研究领域，特别是涉及一种串联式油电混动垂起固定翼无人机动力系统建模方法。

技术介绍

[0002]混合动力垂起固定翼无人机通常是指以两种或多种能量源作为动力设备，结合了多旋翼无人机以及固定翼无人机布局的具有垂直起降能力与高推进效率的无人驾驶飞机，相比于传统单能量源无人机，其能够将高速、远航程、长航时飞行和大负载能力、高推进效率以及垂直起飞和着陆能力相结合，适用于复杂地形条件下的工作任务以及需要快速响应和长时间定点悬停的应用场景。一些典型的任务表现为电力巡检、地质勘查、灾情检测、物流运输等。然而现有的混合动力垂起固定翼无人机多为“伪混动”，即未在两种能量源发动机与动力锂电池之间形成能量流动关系，如成都纵横工业有限公司推出的CW
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40无人机便是此类无人机。为提升此类型无人机能量利用率与整机效率，国内部分学者提出增程式的无人机油电混合动力系统，例如重庆交通大学绿色航空技术研究院设计的“5+1”增程式无人机油电混合动力系统，此类混合动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联式油电混动垂起固定翼无人机动力系统建模方法，其特征在于，所述方法包括：基于无人机目标需求，根据预设方法确定无人机动力系统组件；将所述无人机动力系统组件进行组装得到无人机动力系统；搭建动力系统一体化验证平台，并对所述无人机动力系统进行动力系统特性试验；基于所述动力系统特性试验的试验数据搭建动力系统仿真模型；验证所述动力系统仿真模型的正确性与可靠性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无人机动力系统组件包括电动机、发电机、旋翼、电子调速器、三相整流装置、推进螺旋桨和动力电池，所述基于无人机目标需求，根据预设方法确定无人机动力系统组件，包括：在旋翼模式的动力系统选型下，基于无人机起飞重量确定电动机数量和电动机型号与旋翼，基于电动机的个数与总功率大小确定发电机的功率级别，基于电动机型号选型电子调速器，基于发动机直驱发电机发电的转化效率确定发动机的功率范围与三相整流装置；在固定翼模式动力系统选型下，根据无人机重量、翼展、展弦比、翼型缩小发动机选型功率范围，根据发动机功率级别与平飞工况下的推重比需求确定推进螺旋桨型号；基于无人机总重要求、动力响应需求、应急返航需求确定动力电池动作电压及放电倍率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述无人机动力系统组件进行组装得到的无人机动力系统的布局与连接方式为：选取双输出轴发动机，通过发动机曲轴前端串联直驱可变距的推进螺旋桨，曲轴后端串联直驱三相永磁发电机，发电机接三相整流装置，交流电整流为直流，直流输出端并联动力电池共同为多旋翼电动机供电，以此形成串
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串
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并的布局。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动力系统一体化验证平台包括无线遥控器、下位机、上位机、传感器组合执行机构，所述无线遥控器与所述下位机信号连接，以控制所述下位机发出控制信号，所述下位机与所述传感器组和所述执行机构信号连接，以接收所述传感器组所检测到的数据和控制所述执行机构按照预设的方案进行动力系统特性试验，所述下位机与所述上位机信号连接，以向所述上位机传输所述传感器检测到的各类电信号，所述传感器组包括温度传感器、拉力传感器、称重传感器、转速传感器、电流传感器和电压传感器，所述执行机构包括伺服舵机、启动电机和电子调速器，所述电子调速器连接所述启动电机，所述启动电机连接所述伺服舵机，所述伺服舵机连接无人机动力系统，所述下位机以及所述传感器组通过所述无人机动力系统的动力电池进行供电。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述搭建动力系统一体化验证平台，并对所述无人机动力系统进行动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：安斯奇，郑育行，遆政宪，彭旭，刘杰龙，杨国龙，张启悦，齐元，张勋，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：