微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，包括如下步驟：在無(wú)人機(jī)飛行中，采集無(wú)人機(jī)中的電池進(jìn)行放電時(shí)的實(shí)時(shí)電流值和電壓值，并計(jì)算出無(wú)人機(jī)續(xù)航過(guò)程中的平均放電電流Im和平均放電電壓Um；根據(jù)實(shí)時(shí)電流和電壓數(shù)據(jù)，進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛行平均需用功率Preq的計(jì)算；檢測(cè)電池的荷電狀態(tài)（SOC）及剩余容量C(t)，并進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)途中的電池能量Q(t)的計(jì)算；根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行平均需用功率Preq和電池能量Q(t)的計(jì)算，得出實(shí)時(shí)的無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)途中的剩余續(xù)航時(shí)間T(t)的結(jié)果。本發(fā)明提供的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法不依賴于模型，大大減少了對(duì)已知過(guò)程知識(shí)和信息的依賴，避免了模型建立的較大的成本和時(shí)間投入，提高了實(shí)時(shí)估計(jì)續(xù)航時(shí)間的效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)無(wú)人機(jī)的機(jī)載能源管理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間實(shí)時(shí)估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微小型無(wú)人機(jī)具有良好的靈活性和緊急機(jī)動(dòng)性能，在軍事偵察、應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。準(zhǔn)確的續(xù)航時(shí)間預(yù)測(cè)是保障無(wú)人機(jī)順利完成任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一。由于在實(shí)時(shí)飛行時(shí)，無(wú)人機(jī)的幾何形狀、自重、有效載荷、飛行速度、航跡規(guī)劃等因素都會(huì)對(duì)航程和續(xù)航時(shí)間產(chǎn)生顯著影響。如果能夠準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)估算無(wú)人機(jī)的航程和續(xù)航時(shí)間，并回饋給飛控管理系統(tǒng)和地面站，將有利于飛行任務(wù)制定、航區(qū)與航線設(shè)計(jì)、留空時(shí)間的有效利用等，從而提高無(wú)人機(jī)的有效利用率。相比于普通無(wú)人機(jī)，由于微小型無(wú)人機(jī)體積更小、能源攜帶十分有限，其續(xù)航時(shí)間的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)顯得更加重要。
[0003]根據(jù)無(wú)人機(jī)手冊(cè)，電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間的估算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:在無(wú)人機(jī)飛行中，采集無(wú)人機(jī)中的電池進(jìn)行放電時(shí)的實(shí)時(shí)電流值和電壓值，并計(jì)算出無(wú)人機(jī)續(xù)航過(guò)程中的平均放電電流Im和平均放電電壓Uni ； 步驟2:根據(jù)實(shí)時(shí)電流和電壓數(shù)據(jù)，進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛行平均需用功率Prai的計(jì)算； 步驟3:檢測(cè)電池的荷電狀態(tài)SOC及剩余容量C (t)，并進(jìn)行無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)途中的電池能量Q(t)的計(jì)算； 步驟4:根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行平均需用功率Prai和電池能量Q(t)的計(jì)算，得出實(shí)時(shí)的無(wú)人機(jī)飛行任務(wù)途中的剩余續(xù)航時(shí)間T(t)的結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述步驟2進(jìn)一步包括: 功率Prai的計(jì)算公式為: Preq=P * ne⑶ 式中，P為電池平均功率，ne為無(wú)人機(jī)鋰電池的放電效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述P的計(jì)算包括: P=Um.Im⑷ I的估算公式為，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述Qtl的估算包括: Qo=C0.Um(6) Co的計(jì)算公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述Ttl的測(cè)定方法是: 將鋰電池以恒定電流放電至截止電壓，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)得到無(wú)人機(jī)的平均實(shí)際續(xù)航時(shí)間V
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述步驟3進(jìn)一步包括: 電池能量和容量的關(guān)系模型為， Q=C.Um(8) 式中，C表示電池容量，Um為電池平均放電電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述步驟3進(jìn)一步包括:若要估算電池的實(shí)時(shí)能量Q (t)，首先要估算電池的剩余容量C (t)，這需要估算電池的荷電狀態(tài)SOC，
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微小型電動(dòng)無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間估算方法，其特征在于，所述步驟4進(jìn)一步包括:

【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103869255SQ201410101206
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】陸寧云, 姜斌, 劉勝南 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)