[发明专利]一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法

权利要求书

1.一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、设置参数使无人机分段飞行；

步骤二、实时采集步骤一中无人机在各个阶段飞行时的基础数据及能耗数据；

步骤三、根据所述基础数据及能耗数据生成评价指标及评价指标对应的基准值；

步骤四、根据各个评价指标的类型，确定与所述各个评价指标的类型对应的模糊隶属度函数，利用所述模糊隶属度函数，对所述各个评价指标进行无量纲化处理，生成与所述各个评价指标对应的无量纲评价指标；

步骤五、根据与所述各个评价指标对应的无量纲评价指标和与所述各个评价指标分别对应的基准值，生成与所述各阶段无人机能耗对应的评价值。

2.根据权利要求1所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：在步骤一中，所述无人机飞行分段由无人机地面控制站控制，无人机地面控制站控制无人机将无人机飞行过程分为：起飞、加速、匀速、减速、降落五个阶段；在无人机地面控制站控制飞行模块中设定无人机起飞点、加速度、飞行速度、降落点、飞行时间及飞行距离。

3.根据权利要求2所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：所述无人机设置有霍尔库伦计及无线信号传输器模块，霍尔库伦计中的电压电流表能测量无人机电池的电压、电流、充放电容量、充放电时间及功率；所述无线信号传输器能将所述电压电流表的显示数据转换为无线信号，并将该无线信号传输到无人机地面控制站上的信号接收装置，信号接收装置实时显示电池电压、电流、功率。

4.根据权利要求1所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：步骤三中评价指标的生成步骤为：确定与所述各个评价指标对应的预设指标算法；根据所述与所述各个评价指标对应的预设指标算法，对所述各个阶段的基础数据进行运算，生成与所述各个阶段分别对应的评价指标；预设评价指标算法为汉密尔顿算法，能够测得无人机瞬时电耗量，其表达式为：H(x(t)，u(t)，t，p(t))＝p(t)·f(x(t)，u(t)，t)；评价指标对应的基准值的生成步骤为：在与各个基准值对应的预设基准值算法的基础上，根据各个阶段的基础数据，生成与所述各个阶段评价指标分别对应的基准值。

5.根据权利要求1所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：步骤四中最优能耗模糊隶属度函数为：

其中，控制变量u为电机功率和电机驱动功率间的分配比例，状态变量x为电池实时剩余电荷量SOC。

6.根据权利要求1所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：步骤五中所述各阶段无人机能耗对应的评价值包括：电池电压下降速度、电流波动幅度、电池电荷量变化率、电池输出功率、电机系统效率。

7.根据权利要求6所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：所述电池电压下降速度的计算步骤为：

a.取得所述权利要求1的步骤二中采集到的基础数据及能耗数据；

b.无人机起飞前的电池电压标为U₀，此刻时间为T₀；准备加速时刻的时间为T₁，此刻电压为U₁；

c.无人机起飞阶段的电压下降速度为

d.根据所述步骤a至步骤c的实施方式分别计算无人机加速、匀速、减速、降落阶段的电压下降速度。

8.根据权利要求6所述的一种定载荷电动力无人机的分段能耗评价方法，其特征在于：在无人机的机身上设置霍尔库伦计及无线传感器模块，霍尔库伦计检测到参数，并将该参数通过无线传感器模块传输到无人机地面控制站的数据接收显示层，通过数据接收显示层的后台算法计算，得出无人机实时电流数据、电荷数据、显示电流波动曲线图及电池电荷量变化图，用电流变化量及电荷变化量除以时间间隔，得到所述各阶段无人机电池的电流波动幅度及电池电荷量变化率。