多动力源复合式无人机耦合驱动分配策略及性能分析
发布时间：2022-11-04 19:27
环境污染属于目前面临的严峻挑战,世界各国对能源相关技术开发和推广应用技术投入了巨大的热情和精力。混合动力趋于成熟,经验证可以有效的降低排放。然而作为二氧化碳等污染物排放约占运输排放12%的航空业,国内外只有少部分人开展航空领域的混合动力技术的研究。航空领域混动技术通过传动方案设计、能量管理等方式开展动力性能和燃油排放相关研究,实现在提供足够的动力和续航能力的同时,降低油耗、减少气体的排放。本文基于现有混合动力技术提出多能源无人机UAV（Unmanned Aerial Vehicle）这一概念,对以不同功率密度的油光电为能源的多能源无人机的耦合驱动分配策略与特性进行研究,探究各能量源间的耦合特性,实现优势互补,改善多动力源UAV的系统性能。本文主要包括对无人机动力能量耦合分配策略及动力源驱动算法进行研究,完成以下内容:1.分析无人机在不同工况下的受力情况,确定对应工况下的动力需求;建立由螺旋桨推力系统,力矩耦合传动子系统,光电动力子系统,燃油动力子系统组成的无人机系统模型。2.辨识燃油动力系统模型参数。通过搭建试验台,对发动机在某一特定转速下添加扰动量,采集发动机输入输出变化数据。应用最...
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 小型飞机发展现状研究现状
1.2.2 多动力源耦合驱动策略研究现状
1.3 论文研究内容
第2章 多动力源无人机任务工况分析
2.1 多动力源无人机重量分析
2.1.1 多动力源无人机结构重量
2.1.2 电源动力系统重量
2.1.3 燃油动力系统重量
2.2 无人机飞行工况分析
2.2.1 无人机气动力学模型
2.2.2 混合动力飞机工况
2.3 本章小结
第3章 多动力源无人机系统建模
3.1 螺旋桨推力系统模型
3.1.1 动量理论
3.1.2 叶素理论
3.2 力矩耦合传动系统模型
3.2.1 常见的动力耦合器
3.2.2 力矩耦合传动系统
3.3 光电动力系统建模
3.3.1 太阳能电池模型
3.3.2 锂电池模型
3.3.3 电动机模型
3.4 燃油动力子系统建模
3.5 本章小结
第4章 燃油动力系统模型辨识
4.1 燃油动力系统参数辨识原理
4.2 系统辨识实验台搭建
4.3 实验数据采集及验证
4.4 本章小结
第5章 多动力源无人机耦合驱动分配策略研究
5.1 多动力源无人机能量耦合分配算法
5.1.1 基于逻辑门限的模糊耦合能量匹配策略
5.1.2 基于排放特性的工作曲线优化
5.2 多动力源无人机驱动控制策略
5.2.1 经典驱动控制算法
5.2.2 模糊PID驱动控制算法
5.3 多动力源无人机仿真分析与验证
5.3.1 多动力源无人机仿真分析
5.3.2 多动力源无人机力矩耦合驱动验证
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻型电动载人飞行器航程与航时计算方法研究[J]. 沈立顶,王和平,练彬. 西北工业大学学报. 2015(04)
[2]自然光条件下光伏组件模型改进研究[J]. 李红飞,周健,刘毓成,孟凡英,刘正新. 电源技术. 2014(11)
[3]太阳能/氢能混合动力无人机及关键技术[J]. 李延平,刘莉. 飞航导弹. 2014(07)
[4]基于机翼-帆尾的高纬度跨年驻留太阳能飞机总体参数设计方法[J]. 昌敏,周洲,王睿. 航空学报. 2014(06)
[5]平流层飞艇螺旋桨设计参数对效率的影响[J]. 雷光新,刘巍,杨涛,唐乾刚. 计算机仿真. 2011(05)
[6]小型电动无人机总体参数设计方法研究[J]. 刘斌,马晓平,王和平,周康生. 西北工业大学学报. 2005(03)
[7]“蟋蟀”超轻型飞机——欧洲自制飞机的经典[J]. 俞敏. 航空知识. 2004(07)
博士论文
[1]混合动力汽车实时能量优化管理策略研究[D]. 张聪.天津大学 2016
[2]太阳能/氢能混合动力小型无人机总体设计[D]. 李延平.北京理工大学 2014
[3]基于重力势与风梯度的太阳能飞行器HALE问题研究[D]. 高显忠.国防科学技术大学 2014
[4]混合动力传动系统建模及优化控制研究[D]. 金涛涛.北京交通大学 2014
[5]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]电力机械无级变速传动系统控制策略研究[D]. 马路迅.吉林大学 2019
[2]并联混合动力车能量控制策略研究[D]. 罗骁枭.重庆大学 2018
[3]小型混合式无人机动力系统研究[D]. 伯秀秀.安徽大学 2018
[4]电驱动机械变速混合动力系统控制原型开发[D]. 徐懂懂.武汉理工大学 2018
[5]CVT式混合动力汽车优化控制方法研究[D]. 周毅.湖南大学 2018
[6]电力机械无级变速器优化设计与特性研究[D]. 李传龙.吉林大学 2017
[7]基于改进人群搜索算法优化的变参数PID控制[D]. 张连强.华北电力大学 2017
[8]太阳能飞机能源系统MPPT模块的研究和实现[D]. 周兴鹏.上海应用技术大学 2016
[9]二冲程重油发动机燃烧系统的仿真分析与试验研究[D]. 钱丁超.吉林大学 2015
[10]小型无人直升机发动机控制系统研究与设计[D]. 赵松涛.华南理工大学 2015
本文编号：3701196
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 小型飞机发展现状研究现状
1.2.2 多动力源耦合驱动策略研究现状
1.3 论文研究内容
第2章 多动力源无人机任务工况分析
2.1 多动力源无人机重量分析
2.1.1 多动力源无人机结构重量
2.1.2 电源动力系统重量
2.1.3 燃油动力系统重量
2.2 无人机飞行工况分析
2.2.1 无人机气动力学模型
2.2.2 混合动力飞机工况
2.3 本章小结
第3章 多动力源无人机系统建模
3.1 螺旋桨推力系统模型
3.1.1 动量理论
3.1.2 叶素理论
3.2 力矩耦合传动系统模型
3.2.1 常见的动力耦合器
3.2.2 力矩耦合传动系统
3.3 光电动力系统建模
3.3.1 太阳能电池模型
3.3.2 锂电池模型
3.3.3 电动机模型
3.4 燃油动力子系统建模
3.5 本章小结
第4章 燃油动力系统模型辨识
4.1 燃油动力系统参数辨识原理
4.2 系统辨识实验台搭建
4.3 实验数据采集及验证
4.4 本章小结
第5章 多动力源无人机耦合驱动分配策略研究
5.1 多动力源无人机能量耦合分配算法
5.1.1 基于逻辑门限的模糊耦合能量匹配策略
5.1.2 基于排放特性的工作曲线优化
5.2 多动力源无人机驱动控制策略
5.2.1 经典驱动控制算法
5.2.2 模糊PID驱动控制算法
5.3 多动力源无人机仿真分析与验证
5.3.1 多动力源无人机仿真分析
5.3.2 多动力源无人机力矩耦合驱动验证
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]轻型电动载人飞行器航程与航时计算方法研究[J]. 沈立顶,王和平,练彬. 西北工业大学学报. 2015(04)
[2]自然光条件下光伏组件模型改进研究[J]. 李红飞,周健,刘毓成,孟凡英,刘正新. 电源技术. 2014(11)
[3]太阳能/氢能混合动力无人机及关键技术[J]. 李延平,刘莉. 飞航导弹. 2014(07)
[4]基于机翼-帆尾的高纬度跨年驻留太阳能飞机总体参数设计方法[J]. 昌敏,周洲,王睿. 航空学报. 2014(06)
[5]平流层飞艇螺旋桨设计参数对效率的影响[J]. 雷光新,刘巍,杨涛,唐乾刚. 计算机仿真. 2011(05)
[6]小型电动无人机总体参数设计方法研究[J]. 刘斌,马晓平,王和平,周康生. 西北工业大学学报. 2005(03)
[7]“蟋蟀”超轻型飞机——欧洲自制飞机的经典[J]. 俞敏. 航空知识. 2004(07)
博士论文
[1]混合动力汽车实时能量优化管理策略研究[D]. 张聪.天津大学 2016
[2]太阳能/氢能混合动力小型无人机总体设计[D]. 李延平.北京理工大学 2014
[3]基于重力势与风梯度的太阳能飞行器HALE问题研究[D]. 高显忠.国防科学技术大学 2014
[4]混合动力传动系统建模及优化控制研究[D]. 金涛涛.北京交通大学 2014
[5]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
硕士论文
[1]电力机械无级变速传动系统控制策略研究[D]. 马路迅.吉林大学 2019
[2]并联混合动力车能量控制策略研究[D]. 罗骁枭.重庆大学 2018
[3]小型混合式无人机动力系统研究[D]. 伯秀秀.安徽大学 2018
[4]电驱动机械变速混合动力系统控制原型开发[D]. 徐懂懂.武汉理工大学 2018
[5]CVT式混合动力汽车优化控制方法研究[D]. 周毅.湖南大学 2018
[6]电力机械无级变速器优化设计与特性研究[D]. 李传龙.吉林大学 2017
[7]基于改进人群搜索算法优化的变参数PID控制[D]. 张连强.华北电力大学 2017
[8]太阳能飞机能源系统MPPT模块的研究和实现[D]. 周兴鹏.上海应用技术大学 2016
[9]二冲程重油发动机燃烧系统的仿真分析与试验研究[D]. 钱丁超.吉林大学 2015
[10]小型无人直升机发动机控制系统研究与设计[D]. 赵松涛.华南理工大学 2015
本文编号：3701196
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