[发明专利]一种农用载重无人机的最大负载能力评价方法

说明书

本发明公开了一种农用载重无人机的最大负载能力评价方法，包括以下步骤：根据农用载重无人机电机力效表中的多个拉力值与对应电流值，拟合得到电机工作拉力与工作电流的函数关系方程；建立农用载重无人机在不同负载状态下对应续航时间的续航时间模型；计算农用载重无人机的总拉力最大值和最大负载重量；建立电机等效功率影响因素模型；确定无人机最大负载状态下I类因素对续航时间的影响关系和II类因素对电机等效功率的影响关系；综合两个模型和两类因素对两个模型的影响关系得出无人机最大负载能力评价结果。本发明可以评估农用无人机在最大电池负载下的续航能力，为农用无人机相关参数的选择和配置提供有效参考，为农用载重无人机高效作业提供技术支持。

技术领域

本发明属于无人机能耗研究领域，具体涉及一种农用载重无人机的最大负载能力评价方法。

背景技术

当前航空植保施药技术在全国范围内得到了快速推广，有效提升了农业生产作业效率。市面上的农用无人机作业效率是传统植保施药技术的50倍以上。借助于旋翼下洗气流的作用，可以实现更好的雾滴沉降效果，且对农作物结构损伤更小。在可预见的未来，无人机施药将会成为植保技术的主要发展方向。当前农用无人机的作业负载一般在10kg-20kg，有效作业飞行时间约为10min。然而，对于不同的无人机而言，其机构尺寸重量存在一定差异，与此对应的载重能力和续航能力也存在差别，因此普遍采用的10kg-20kg负载、10min作业续航的参数并不适合每一台无人机，而是应该根据实际参数进行合理设置分配。因此，研究续航时间的影响因素，并针对性地提出调整方案，是改善无人机性能、提高作业效率的重要举措。通过建立农用无人机续航时间模型，在最大负载状态下，评估无人机的最大负载能力，得出的结论可以为农用无人机相关参数的选择和配置提供有价值的参考，有利于提高能量利用效率，降低额外损耗。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种农用载重无人机的最大复杂能力评价方法，基于本方法，可以评估农用无人机在最大电池负载下的续航能力，为农用无人机相关参数的选择和配置提供有效参考，为农用载重无人机高效作业提供技术支持。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种农用载重无人机的最大负载能力评价方法，包括以下步骤：

根据农用载重无人机电机力效表中的多个拉力值与对应电流值，拟合得到电机工作拉力与工作电流的函数关系方程；

建立农用载重无人机在不同负载状态下对应续航时间的续航时间模型；

由电机力效表中最大安全拉力值与电机数量的乘积得到无人机总拉力的最大值，再用总拉力的最大值减去空机重量得到最大负载重量；

基于电机工作拉力与工作电流的函数关系方程，结合电机工作电压，建立无人机单个电机等效功率影响因素模型；

确定农用载重无人机在最大负载状态下对续航时间模型产生直接影响的因素并将这些因素归类为I类因素；

确定I类因素在无人机最大负载状态下对续航时间的影响关系；

确定无人机在最大负载状态下对电机等效功率影响因素模型产生直接影响的因素并将这些因素归类为II类因素；

确定II类因素在无人机最大负载状态下对电机等效功率的影响关系；

综合续航时间模型、电机等效功率影响因素模型、最大负载状态下I类因素对续航时间的影响关系以及II类因素对电机等效功率的影响关系，得出农用载重无人机最大负载能力评价结果。

进一步的，所述建立农用载重无人机在不同负载状态下对应续航时间的续航时间模型，具体为：

依据电机工作电流与工作电压的乘积得到单个电机的单位时间功率，则单位时间内无人机的总功率为无人机中电机的数量乘以单个电机的单位时间功率；