[发明专利]一种基于任务规划的无人机用混合动力系统能量优化方法

权利要求书

1.一种基于任务规划的无人机用混合动力系统能量优化方法，其特征在于，

包括：

所述系统根据初始任务指令进行初始任务能量预估和各飞行阶段工作模式预估的步骤；

所述系统接收任务变化指令和判断任务变化的步骤；

所述系统根据变化了的任务重新预估工作模式的步骤；以及

所述系统根据重新预估的工作模式对混合动力装置进行工作模式修正的步骤；

所述工作模式包括混合动力系统的工作模式；所述混合动力装置的工作模式包括维持模式、放电模式、充电模式；

对混合动力装置进行工作模式修正的方法具体为：

动力控制系统根据混合动力装置的工作效率和蓄能器的储能状态，进行混合动力装置工作模式的修正；所述混合动力装置的工作效率依据混合动力装置工况及无人机的飞行状态计算得出；所述无人机的飞行状态由导航系统传输给所述动力控制系统；

在充电模式下，如所述工作效率低于设定阈值，则视当前蓄能器的储能状态而定，若储能大于任务需求，则切换至放电模式；

在充电模式下，如蓄能器处于充满状态，则切换至维持模式；

在充电模式下，如所述工作效率低于设定阈值，同时蓄能器的储能大于临界限制时，切换至维持模式；

在充电模式下，如遇紧急任务需求，需电动-发电机介入为无人机提供额外应急动力，则切换至放电模式；

在维持模式下，如蓄能器的储能小于任务需求，则切换至充电模式；

在维持模式下，如蓄能器的储能大于任务需求，则切换至放电模式；

在维持模式下，如无人机处于返航阶段，并且蓄能器的储能大于临界限制，则切换至放电模式；

在放电模式下，如蓄能器的储能小于临界限制，则切换至维持模式；

在放电模式下，如蓄能器的储能小于任务需求，则切换至充电模式。

2.如权利要求1所述的能量优化方法，其特征在于，该能量优化方法用于包括飞控系统、动力控制系统、导航系统和混合动力装置的无人机，所述飞控系统、导航系统、混合动力装置分别与所述动力控制系统连接，所述动力控制系统还与地面控制系统连接。

3.如权利要求2所述的能量优化方法，其特征在于，所述混合动力装置包括燃料箱、活塞发动机、传动器、螺旋桨、电动-发电机、蓄能器；所述传动器分别与活塞发动机、电动-发电机、螺旋桨连接；燃料箱与活塞发动机连接，蓄能器与电动-发电机连接。

4.如权利要求3所述的能量优化方法，其特征在于，若动力控制系统设定当前混合动力装置的工作模式为维持模式，则动力控制系统依据当前飞行状态，在充电子模式和放电子模式间切换，维持蓄能器的储能在设定区间内波动，同时满足无人机对于动力系统瞬时功率要求；

若动力控制系统设定当前混合动力装置的工作模式为放电模式，由活塞发动机与电动-发电机共同驱动螺旋桨转动，或者单独由电动-发电机驱动螺旋桨转动；

若动力控制系统设定当前混合动力装置的工作模式为充电模式，活塞发动机通过传动器驱动螺旋桨转动，同时驱动电动-发电机转动产生电能，为蓄能器充电。