[发明专利]一种适用于电动飞机电推进系统的能效优化方法

权利要求书

1.一种适用于电动飞机电推进系统的能效优化方法，其特征在于，该方法包括：

求解所述电动飞机电推进系统中螺旋桨的最优桨矩角；

依据所述最优桨矩角调整所述螺旋桨的桨矩角；

所述对螺旋桨最优桨矩角的求解的具体方法为：首先建立飞机完成一次飞行任务电推系统的能耗方程，以能耗方程为依据建立电推进系统优化目标函数，依据所述电推进系统优化目标函数求得最优桨矩角；

建立飞机完成一次飞行任务电推系统的能耗方程为：

式中：假设飞机在起飞和巡航过程中电推进系统输出功率需求分别是P_f和P_c，飞机的起飞和巡航时间分别为t_f和t_c；电机和控制器在飞机起飞和巡航阶段的效率相同，分别为η_mo和η_co，η_mo和η_co为常量；n_prf和n_prc分别为螺旋桨在起飞和巡航阶段的转速；α_pr为螺旋桨的桨矩角；n_pr为螺旋桨的转速；

所述电推进系统优化目标函数为：

式中：P_fmin为飞机在起飞阶段电推进系统的最小输出功率需求；P_cmin为飞机在巡航阶段电推进系统的最小输出功率需求，E_min为电推进系统在飞机完成一次飞行任务时的最小能耗；

依据所述电推进系统优化目标函数求得最优桨矩角，具体包括如下步骤：

步骤一、假设螺旋桨的最小桨矩角为α_min，最大桨矩角为α_max，桨矩角的计算步长为Δα，且Δα≤α_min/10；

步骤二、假设n＝[(α_max-α_min)/Δα+1]取整，取n＝1，螺旋桨的桨矩角α₁＝α_min，计算电推进系统完成一次飞行任务的能耗E_s^[1]；

步骤三、取n＝n+1，螺旋桨的桨矩角α_n＝α_n-1+Δα，计算电推进系统完成一次飞行任务的能耗E_s^[n]；

步骤四、判断E_s^[n-1]≤E_s^[n]是否成立，成立则E_min＝E_s^[n-1]；否则，E_min＝E_s^[n]；

步骤五、判断α_n≤α_max是否成立，成立则返回步骤三，重新进行计算；否则返回E_min，E_min即为飞机完成一次飞行任务的最小能耗，此时的螺旋桨桨矩角α为系统能耗最小桨矩角。