[发明专利]一种分布式电推进无人机的推力实时测试系统及方法

权利要求书

1.一种分布式电推进无人机的推力实时测试系统，其特征在于，包括电推进器地面测试系统和机载电信号实时采集系统；

所述电推进器地面测试系统包括测试台架、测力装置和可编程电源；无人机推进单元安装在测试台架上；所述可编程电源按照推进单元的外特性曲线进行输出，为推进单元供电；所述测试台架置于测力装置上进行归零校准，完成校准之后可编程电源为推进单元供电，推进单元开始工作；记录可编程电源的不同输出对应的不同推力数据，根据记录的数据绘制推力-功率曲线；

所述机载电信号实时采集系统包括核心控制板、电源系统、电压调理电路、电流调理电路和电流传感器；

所述核心控制板基于STM32进行数据的采集和处理；

所述电压调理电路采用高精度运算放大器，将输入电压衰减至核心控制板的A/D接口额定电压范围；系统待测电压信号由A/D接口进入核心控制板的采集芯片，核心控制板通过RS232接口将所采集到的电压数据传输到无人机数传系统，通过无人机数传系统将数据实时返回地面站；

所述电流调理电路通过电流传感器将所测推进单元的电流信号转化为电压信号，经过衰减后达到核心控制板的A/D接口额定电压范围并输入核心控制板；核心控制板将所测推进单元的电流信号由数传系统实时返回地面站；

所述电源系统提供±15V和5V两种形式供电，±15V为电压调理电路和电流调理电路中的运算放大器供电，5V为电流传感器以及核心控制板供电。

2.根据权利要求1所述的一种分布式电推进无人机的推力实时测试系统，其特征在于，所述电源系统采用模块化设计，方便安装于无人机机身之中为机载电信号实时采集系统供电。

3.根据权利要求1所述的一种分布式电推进无人机的推力实时测试系统，其特征在于，所述电源系统安装在机身中，通过防反接插头和排线连接到机载电信号实时采集系统其他电路中。

4.根据权利要求1所述的一种分布式电推进无人机的推力实时测试系统，其特征在于，所述电压调理电路和电流调理电路安装在无人机机翼中靠近动力段的位置以便于精确采集各个推进单元的电流和电压信号。

5.一种分布式电推进无人机的推力实时估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在地面站对机载实时测试系统采集到的数据进行滤波，将采集到的数据中奇异点滤掉；

步骤2：根据推力-功率曲线，进行曲线拟合得到推力与功率的函数关系，如式(1)所示：

T(P)＝a×P²+b×P+c (1)

其中，P表示功率a、b、c分别为拟合系数，T(P)表示推力；

步骤3：通过机载电信号实时采集系统实时采集到的电流和电压参数计算出实时电功率数值，将实时计算出的电功率数值带入式(1)中，估算得到推进单元实时产生的推力数据。