[发明专利]微小型电动无人机续航时间估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动无人机的机载能源管理技术领域，特别涉及一种微小型电动无人机续航时间实时估算方法。

背景技术

微小型无人机具有良好的灵活性和紧急机动性能，在军事侦察、应急救援、环境监测等领域具有广泛的应用。准确的续航时间预测是保障无人机顺利完成任务的关键技术指标之一。由于在实时飞行时，无人机的几何形状、自重、有效载荷、飞行速度、航迹规划等因素都会对航程和续航时间产生显著影响。如果能够准确地实时估算无人机的航程和续航时间，并回馈给飞控管理系统和地面站，将有利于飞行任务制定、航区与航线设计、留空时间的有效利用等，从而提高无人机的有效利用率。相比于普通无人机，由于微小型无人机体积更小、能源携带十分有限，其续航时间的准确预测显得更加重要。

根据无人机手册，电动无人机续航时间的估算公式为：

T=Qηmηpreqpreq---(1)]]>

式中：T为续航时间；Q为电池能量；η_m为巡航状态的电动机效率（根据型号取经验值）；η_preq为螺旋桨的效率（根据型号取经验值）；p_req为无人机实时飞行状态的平均需用功率。由公式（1）可知，为了实时、准确地预测无人机在随机飞行状态下的续航时间，关键点就是要得到飞行任务途中电池容量的准确估算值，即希望得到如下的续航时间估算公式，

T(t)=Q(t)ηmηpreqpreq---(2)]]>

本发明针对采用锂电池作为能源的微小型多旋翼电动无人机，通过在线预测电池的剩余电量，提供一种比较准确的、实时的无人机续航时间估算技术。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种能实时、准确地估算微小型电动无人机锂电池的剩余电量和无人机续航时间的技术方案。

为实现上述目的，本发明提供一种微小型电动无人机续航时间估算方法，包括如下步骤：

步骤1：在无人机飞行中，采集无人机中的电池进行放电时的实时电流值和电压值，并计算出无人机续航过程中的平均放电电流I_m和平均放电电压U_m；

步骤2：根据实时电流和电压数据，进行无人机飞行平均需用功率P_req的计算；

步骤3：检测电池的荷电状态（SOC）及剩余容量C(t)，并进行无人机飞行任务途中的电池能量Q(t)的计算；

步骤4：根据无人机飞行平均需用功率P_req和电池能量Q(t)的计算，得出实时的无人机飞行任务途中的剩余续航时间T(t)的结果。

进一步地，所述步骤2包括：

功率P_req的计算公式为：

p_req=p·η_e         (3)

式中，p为电池平均功率，η_e为无人机锂电池的放电效率。

进一步地，所述p的计算包括：