微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，包括如下步驟：在無人機飛行中，采集無人機中的電池進行放電時的實時電流值和電壓值，并計算出無人機續(xù)航過程中的平均放電電流Im和平均放電電壓Um；根據(jù)實時電流和電壓數(shù)據(jù)，進行無人機飛行平均需用功率Preq的計算；檢測電池的荷電狀態(tài)（SOC）及剩余容量C(t)，并進行無人機飛行任務途中的電池能量Q(t)的計算；根據(jù)無人機飛行平均需用功率Preq和電池能量Q(t)的計算，得出實時的無人機飛行任務途中的剩余續(xù)航時間T(t)的結果。本發(fā)明提供的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法不依賴于模型，大大減少了對已知過程知識和信息的依賴，避免了模型建立的較大的成本和時間投入，提高了實時估計續(xù)航時間的效率。
【專利說明】微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電動無人機的機載能源管理【技術領域】，特別涉及一種微小型電動無人機續(xù)航時間實時估算方法。
【背景技術】
[0002]微小型無人機具有良好的靈活性和緊急機動性能，在軍事偵察、應急救援、環(huán)境監(jiān)測等領域具有廣泛的應用。準確的續(xù)航時間預測是保障無人機順利完成任務的關鍵技術指標之一。由于在實時飛行時，無人機的幾何形狀、自重、有效載荷、飛行速度、航跡規(guī)劃等因素都會對航程和續(xù)航時間產(chǎn)生顯著影響。如果能夠準確地實時估算無人機的航程和續(xù)航時間，并回饋給飛控管理系統(tǒng)和地面站，將有利于飛行任務制定、航區(qū)與航線設計、留空時間的有效利用等，從而提高無人機的有效利用率。相比于普通無人機，由于微小型無人機體積更小、能源攜帶十分有限，其續(xù)航時間的準確預測顯得更加重要。
[0003]根據(jù)無人機手冊，電動無人機續(xù)航時間的估算公式為:
【權利要求】
1.一種微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:在無人機飛行中，采集無人機中的電池進行放電時的實時電流值和電壓值，并計算出無人機續(xù)航過程中的平均放電電流Im和平均放電電壓Uni ； 步驟2:根據(jù)實時電流和電壓數(shù)據(jù)，進行無人機飛行平均需用功率Prai的計算； 步驟3:檢測電池的荷電狀態(tài)SOC及剩余容量C (t)，并進行無人機飛行任務途中的電池能量Q(t)的計算； 步驟4:根據(jù)無人機飛行平均需用功率Prai和電池能量Q(t)的計算，得出實時的無人機飛行任務途中的剩余續(xù)航時間T(t)的結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括: 功率Prai的計算公式為: Preq=P * ne⑶ 式中，P為電池平均功率，ne為無人機鋰電池的放電效率。
3.根據(jù)權利要求2所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述P的計算包括: P=Um.Im⑷ I的估算公式為，
4.根據(jù)權利要求3所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述Qtl的估算包括: Qo=C0.Um(6) Co的計算公式為:
5.根據(jù)權利要求3所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述Ttl的測定方法是: 將鋰電池以恒定電流放電至截止電壓，重復多次實驗得到無人機的平均實際續(xù)航時間V
6.根據(jù)權利要求1所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述步驟3進一步包括: 電池能量和容量的關系模型為， 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)權利要求6所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述步驟3進一步包括:若要估算電池的實時能量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)權利要求6所述的微小型電動無人機續(xù)航時間估算方法，其特征在于，所述步驟4進一步包括:

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