[发明专利]一种动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法

说明书

本发明公开了一种动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法，包括步骤：测量并标定电动力无人机空载质量M₀；将质量可变载重物安装到电动力无人机上；启动电动力无人机作业，保持电机转速、扭矩并控制电动力无人机上的载重物质量逐渐较少为M_k，记录电机实时电压、电流等数据；再次启动电动力无人机作业，保持电动力无人机上的载重物质量不变，逐渐改变电机转速、扭矩，并记录电机实时电压、电流等数据；计算电动力无人机电机的负载系数K、运行效率η_em、和功率因数；分别计算两次无人机作业过程的电能消耗量；分析电动力无人机电机系统能耗影响因素。利用该方法可了解农业无人机的能量消耗情况，为无人机节能优化提供参考与支持。

技术领域

本发明涉及无人机能耗领域，具体涉及一种动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法。

背景技术

近年来，“智能”这两个字越来越多地出现在人们的生活当中。农业植保无人机的出现，是农业智能化的显著特征和标志之一。推出的农业喷药无人机，喷药效率是人工作业的40-60倍，防治害虫效果更好，彻底解放了人工喷药的辛苦和低效率，被称为智能喷药的神器。生活因为科技的发展变得多姿起来，农业也因为科技而更加高效。但是续航时间和更加智能化控制这两个问题是未来有待提升之处。当前，市面上的大多数无人机续航都在15-25分钟之间，空中的续航能力普遍不高，这也就限制了无人机的使用。虽然可以降落后更换电池使用，但一般用户备用电池只有一两块，并且电池充电慢。续航时间短大部分原因归咎于目前电池技术的局限，锂电池的密度已经近于一个峰值，很难再有很明显的突破，所以很多无人机厂商已经开始研究其他动力的消费级无人机。

基于目前仍未解决无人机的动力问题，那么提高无人机的续航能力就必须由降低无人机能耗方面入手，如果无人机作业时候能耗控制到最低，就能大大提高无人机的续航能力，通过动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法，能够了解农业无人机动态喷施时候电力系统的能量消耗情况，为无人机节能优化提供参考与支持，然而现有技术中还没有相关的动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法，利用该方法了解农业无人机动态喷施时电力系统的能量消耗情况，从而为无人机节能优化提供参考与支持。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法，包括以下步骤：

步骤一、测量并标定电动力无人机空载质量M₀；

步骤二、将质量可变载重物安装到电动力无人机上；

步骤三、启动电动力无人机作业，保持电机转速、扭矩并控制电动力无人机上的载重物质量逐渐减少为M_k，记录电机实时电压、电流、电池输出功率、电池剩余电量及飞行距离S；

步骤四、再次启动电动力无人机作业，从起点飞至S，保持电动力无人机上的载重物质量不变，逐渐改变电机转速、扭矩，并记录电机实时电压、电流、电池输出功率、电池剩余电量；

步骤五、根据步骤一至步骤四，计算电动力无人机电机的负载系数K、运行效率η_em和功率因数；

步骤六、分别计算步骤三及步骤四两次无人机作业过程的电能消耗量；

步骤七、分析电动力无人机电机系统能耗影响因素。

本发明的一个优选方案，其中，所述电动力无人机由无人机地面控制站的飞行控制模块控制，通过无人机地面控制站调节无人机的电机转速、扭矩及控制载重物质量变化。