【技术实现步骤摘要】
一种太阳能无人机线缆拓扑建模与分析方法
[0001]本专利技术属于太阳能无人机领域，涉及一种太阳能无人机线缆拓扑建模与分析方法。
技术介绍
[0002]太阳能无人机作为一种高升阻比、低动态、长航时的新型飞行器，其具有大翼展尺度、低翼载的特点。基于该飞行器典型特点，要求其能源动力系统、航电系统在大尺度布局范围可靠工作，同时兼具轻质、高效的特性。因此，为满足上述特性，常采取大尺度范围内多节点、分布式供
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配
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用电布局，且多为供电母线直连形式，导致无人机母线供/配/用电设备间工况耦合严重，母线线缆拓扑尺度大、线压降/线损高。且随无人机翼展增大，设备节点增多，母线拓扑越复杂。
[0003]为实现各供/配/用电设备供电母线端解耦，得到各设备供电母线侧输出/输入端电压/电流特性，指导母线设备(能源供电设备、电机负载设备、配电设备等)输入/输出电压/电流参数确定，需要建立供电母线线缆拓扑模型。此外，由于大尺度效应，导致母线压降增大，储能电池、电源/负载设备间匹配性受母线线缆拓扑影响，若匹配裕度...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太阳能无人机线缆拓扑建模与分析方法，其特征在于：包括：步骤一、根据太阳能无人机供电母线拓扑关系，绘制供电拓扑有向图；有向图中包括待求电压的n个拓扑模型电路结点数，对应列向量电压参考零位，包含线缆、供电设备、配电设备、用电设备的全部支路，并规定每条电流正方向；步骤二、根据供电拓扑有向图建立太阳能无人机供电母线拓扑模型；建立常规结点电压求解方程，针对太阳能无人机供电母线拓扑模型中，除储能支路以外的全部电路建立结点电压电阻电路方程；列写恒压源支路相对该支路关联结点的导纳矩阵YBat
n
×
q
，每个矩阵元素值为与第n结点相关联的待求恒压源支路的导纳值，其符号规定电流流入节点为负，电流出节点为正；步骤三、建立改进扩展方程；设定供电母线拓扑中储能电池数量为q+1个，即有伴直流恒压源支路数为q+1个；设定其中1个直流恒压源电压UBat
(q+1)
为已知的参考电压，电压值为U
s
；剩余直流恒压源电压值未知，即为待求解列向量；步骤四、确定输入条件；步骤五、根据常规结点电压求解方程和改进扩展方程建立直流电阻电路稳态方程：式中，n为拓扑模型电路结点数；Y
n
为结点导纳矩阵；为待求解的结点电压列向量；为每个结点注入恒流源电流和列向量；j
s
为注入对应第n个结点的恒流源电流值为未知恒流源电压列向量；ABat
q
×
n
、BBat
q
×
q
为与的关联矩阵；为基于已知的直流恒压源电压UBat
(q+1)
得到的已知列向量YBat
n
×
q
为未知恒压源支路相对该支路关联结点的导纳矩阵；人工设定每个恒流源端电压初值电压，通过给定设备功率除以恒流源端电压得到恒流源电流值；对直流电阻电路稳态方程进行迭代求解，获得待求解结点电压列向量和未知恒流源电压列向量步骤六、基于求得的结点电压列向量和未知恒流源电压列向量得到全部支路端电压和支路电流，完成分析。2.根据权利要求1所述的一种太阳能无人机线缆拓扑建模与分析方法，其特征在于：所
述步骤一中，太阳能无人机供电母线拓扑关系包括所有供电设备、配电设备、用电设备和母线线缆。3.根据权利要求1所述的一种太阳能无人机线缆拓扑建模与分析方法，其特征在于：所述步骤二中，建立太阳能无人机供电母线拓扑模型的具体方法为：根据太阳能无人机直流供电体制的特点，在供电母线拓扑工作在稳态条件下，设定太阳电池及其控制器、低压设备配电器、电动机为恒功率供电/用电设备，其支路等效为恒流源支路模型；设定储能电池为恒压输出，其支路等效为有伴恒压源支路模型；供电线缆支路等效为纯电阻模型。4.根据权利要求1所述的一种太阳能无人机线缆拓扑建模与分析方法，其特征在于：常规结点电压求解方程为：式中，n为拓扑模型电路结点数；Y
n
为结点导纳矩阵；为待求解的结点电压列向量；为每个结点注入恒流源电流和列向量；j
s
为注入对应第n个结点的恒流源电流值；为未知恒流源电压列向量；YBat
n
×
q
为未知恒压源支路相对该支路关联结点的导纳矩阵。5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：任素萍，兰根龙，魏鑫，
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：
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