多動(dòng)力源復(fù)合式無人機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)分配策略及性能分析
發(fā)布時(shí)間:2022-11-04 19:27
環(huán)境污染屬于目前面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),世界各國對(duì)能源相關(guān)技術(shù)開發(fā)和推廣應(yīng)用技術(shù)投入了巨大的熱情和精力;旌蟿(dòng)力趨于成熟,經(jīng)驗(yàn)證可以有效的降低排放。然而作為二氧化碳等污染物排放約占運(yùn)輸排放12%的航空業(yè),國內(nèi)外只有少部分人開展航空領(lǐng)域的混合動(dòng)力技術(shù)的研究。航空領(lǐng)域混動(dòng)技術(shù)通過傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)、能量管理等方式開展動(dòng)力性能和燃油排放相關(guān)研究,實(shí)現(xiàn)在提供足夠的動(dòng)力和續(xù)航能力的同時(shí),降低油耗、減少氣體的排放。本文基于現(xiàn)有混合動(dòng)力技術(shù)提出多能源無人機(jī)UAV(Unmanned Aerial Vehicle)這一概念,對(duì)以不同功率密度的油光電為能源的多能源無人機(jī)的耦合驅(qū)動(dòng)分配策略與特性進(jìn)行研究,探究各能量源間的耦合特性,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),改善多動(dòng)力源UAV的系統(tǒng)性能。本文主要包括對(duì)無人機(jī)動(dòng)力能量耦合分配策略及動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)算法進(jìn)行研究,完成以下內(nèi)容:1.分析無人機(jī)在不同工況下的受力情況,確定對(duì)應(yīng)工況下的動(dòng)力需求;建立由螺旋槳推力系統(tǒng),力矩耦合傳動(dòng)子系統(tǒng),光電動(dòng)力子系統(tǒng),燃油動(dòng)力子系統(tǒng)組成的無人機(jī)系統(tǒng)模型。2.辨識(shí)燃油動(dòng)力系統(tǒng)模型參數(shù)。通過搭建試驗(yàn)臺(tái),對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速下添加擾動(dòng)量,采集發(fā)動(dòng)機(jī)輸入輸出變化數(shù)據(jù)。應(yīng)用最...
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
1.2.1 小型飛機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀
1.2.2 多動(dòng)力源耦合驅(qū)動(dòng)策略研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容
第2章 多動(dòng)力源無人機(jī)任務(wù)工況分析
2.1 多動(dòng)力源無人機(jī)重量分析
2.1.1 多動(dòng)力源無人機(jī)結(jié)構(gòu)重量
2.1.2 電源動(dòng)力系統(tǒng)重量
2.1.3 燃油動(dòng)力系統(tǒng)重量
2.2 無人機(jī)飛行工況分析
2.2.1 無人機(jī)氣動(dòng)力學(xué)模型
2.2.2 混合動(dòng)力飛機(jī)工況
2.3 本章小結(jié)
第3章 多動(dòng)力源無人機(jī)系統(tǒng)建模
3.1 螺旋槳推力系統(tǒng)模型
3.1.1 動(dòng)量理論
3.1.2 葉素理論
3.2 力矩耦合傳動(dòng)系統(tǒng)模型
3.2.1 常見的動(dòng)力耦合器
3.2.2 力矩耦合傳動(dòng)系統(tǒng)
3.3 光電動(dòng)力系統(tǒng)建模
3.3.1 太陽能電池模型
3.3.2 鋰電池模型
3.3.3 電動(dòng)機(jī)模型
3.4 燃油動(dòng)力子系統(tǒng)建模
3.5 本章小結(jié)
第4章 燃油動(dòng)力系統(tǒng)模型辨識(shí)
4.1 燃油動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)原理
4.2 系統(tǒng)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建
4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第5章 多動(dòng)力源無人機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)分配策略研究
5.1 多動(dòng)力源無人機(jī)能量耦合分配算法
5.1.1 基于邏輯門限的模糊耦合能量匹配策略
5.1.2 基于排放特性的工作曲線優(yōu)化
5.2 多動(dòng)力源無人機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略
5.2.1 經(jīng)典驅(qū)動(dòng)控制算法
5.2.2 模糊PID驅(qū)動(dòng)控制算法
5.3 多動(dòng)力源無人機(jī)仿真分析與驗(yàn)證
5.3.1 多動(dòng)力源無人機(jī)仿真分析
5.3.2 多動(dòng)力源無人機(jī)力矩耦合驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]輕型電動(dòng)載人飛行器航程與航時(shí)計(jì)算方法研究[J]. 沈立頂,王和平,練彬. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[2]自然光條件下光伏組件模型改進(jìn)研究[J]. 李紅飛,周健,劉毓成,孟凡英,劉正新. 電源技術(shù). 2014(11)
[3]太陽能/氫能混合動(dòng)力無人機(jī)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李延平,劉莉. 飛航導(dǎo)彈. 2014(07)
[4]基于機(jī)翼-帆尾的高緯度跨年駐留太陽能飛機(jī)總體參數(shù)設(shè)計(jì)方法[J]. 昌敏,周洲,王睿. 航空學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]平流層飛艇螺旋槳設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)效率的影響[J]. 雷光新,劉巍,楊濤,唐乾剛. 計(jì)算機(jī)仿真. 2011(05)
[6]小型電動(dòng)無人機(jī)總體參數(shù)設(shè)計(jì)方法研究[J]. 劉斌,馬曉平,王和平,周康生. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[7]“蟋蟀”超輕型飛機(jī)——?dú)W洲自制飛機(jī)的經(jīng)典[J]. 俞敏. 航空知識(shí). 2004(07)
博士論文
[1]混合動(dòng)力汽車實(shí)時(shí)能量優(yōu)化管理策略研究[D]. 張聰.天津大學(xué) 2016
[2]太陽能/氫能混合動(dòng)力小型無人機(jī)總體設(shè)計(jì)[D]. 李延平.北京理工大學(xué) 2014
[3]基于重力勢(shì)與風(fēng)梯度的太陽能飛行器HALE問題研究[D]. 高顯忠.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[4]混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模及優(yōu)化控制研究[D]. 金濤濤.北京交通大學(xué) 2014
[5]混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法與控制策略的研究[D]. 鄭維.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]電力機(jī)械無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究[D]. 馬路迅.吉林大學(xué) 2019
[2]并聯(lián)混合動(dòng)力車能量控制策略研究[D]. 羅驍梟.重慶大學(xué) 2018
[3]小型混合式無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)研究[D]. 伯秀秀.安徽大學(xué) 2018
[4]電驅(qū)動(dòng)機(jī)械變速混合動(dòng)力系統(tǒng)控制原型開發(fā)[D]. 徐懂懂.武漢理工大學(xué) 2018
[5]CVT式混合動(dòng)力汽車優(yōu)化控制方法研究[D]. 周毅.湖南大學(xué) 2018
[6]電力機(jī)械無級(jí)變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)與特性研究[D]. 李傳龍.吉林大學(xué) 2017
[7]基于改進(jìn)人群搜索算法優(yōu)化的變參數(shù)PID控制[D]. 張連強(qiáng).華北電力大學(xué) 2017
[8]太陽能飛機(jī)能源系統(tǒng)MPPT模塊的研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 周興鵬.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 2016
[9]二沖程重油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的仿真分析與試驗(yàn)研究[D]. 錢丁超.吉林大學(xué) 2015
[10]小型無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 趙松濤.華南理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3701196
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
1.2.1 小型飛機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀
1.2.2 多動(dòng)力源耦合驅(qū)動(dòng)策略研究現(xiàn)狀
1.3 論文研究內(nèi)容
第2章 多動(dòng)力源無人機(jī)任務(wù)工況分析
2.1 多動(dòng)力源無人機(jī)重量分析
2.1.1 多動(dòng)力源無人機(jī)結(jié)構(gòu)重量
2.1.2 電源動(dòng)力系統(tǒng)重量
2.1.3 燃油動(dòng)力系統(tǒng)重量
2.2 無人機(jī)飛行工況分析
2.2.1 無人機(jī)氣動(dòng)力學(xué)模型
2.2.2 混合動(dòng)力飛機(jī)工況
2.3 本章小結(jié)
第3章 多動(dòng)力源無人機(jī)系統(tǒng)建模
3.1 螺旋槳推力系統(tǒng)模型
3.1.1 動(dòng)量理論
3.1.2 葉素理論
3.2 力矩耦合傳動(dòng)系統(tǒng)模型
3.2.1 常見的動(dòng)力耦合器
3.2.2 力矩耦合傳動(dòng)系統(tǒng)
3.3 光電動(dòng)力系統(tǒng)建模
3.3.1 太陽能電池模型
3.3.2 鋰電池模型
3.3.3 電動(dòng)機(jī)模型
3.4 燃油動(dòng)力子系統(tǒng)建模
3.5 本章小結(jié)
第4章 燃油動(dòng)力系統(tǒng)模型辨識(shí)
4.1 燃油動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)原理
4.2 系統(tǒng)辨識(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建
4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
第5章 多動(dòng)力源無人機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)分配策略研究
5.1 多動(dòng)力源無人機(jī)能量耦合分配算法
5.1.1 基于邏輯門限的模糊耦合能量匹配策略
5.1.2 基于排放特性的工作曲線優(yōu)化
5.2 多動(dòng)力源無人機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略
5.2.1 經(jīng)典驅(qū)動(dòng)控制算法
5.2.2 模糊PID驅(qū)動(dòng)控制算法
5.3 多動(dòng)力源無人機(jī)仿真分析與驗(yàn)證
5.3.1 多動(dòng)力源無人機(jī)仿真分析
5.3.2 多動(dòng)力源無人機(jī)力矩耦合驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
科研成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]輕型電動(dòng)載人飛行器航程與航時(shí)計(jì)算方法研究[J]. 沈立頂,王和平,練彬. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[2]自然光條件下光伏組件模型改進(jìn)研究[J]. 李紅飛,周健,劉毓成,孟凡英,劉正新. 電源技術(shù). 2014(11)
[3]太陽能/氫能混合動(dòng)力無人機(jī)及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 李延平,劉莉. 飛航導(dǎo)彈. 2014(07)
[4]基于機(jī)翼-帆尾的高緯度跨年駐留太陽能飛機(jī)總體參數(shù)設(shè)計(jì)方法[J]. 昌敏,周洲,王睿. 航空學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]平流層飛艇螺旋槳設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)效率的影響[J]. 雷光新,劉巍,楊濤,唐乾剛. 計(jì)算機(jī)仿真. 2011(05)
[6]小型電動(dòng)無人機(jī)總體參數(shù)設(shè)計(jì)方法研究[J]. 劉斌,馬曉平,王和平,周康生. 西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)
[7]“蟋蟀”超輕型飛機(jī)——?dú)W洲自制飛機(jī)的經(jīng)典[J]. 俞敏. 航空知識(shí). 2004(07)
博士論文
[1]混合動(dòng)力汽車實(shí)時(shí)能量優(yōu)化管理策略研究[D]. 張聰.天津大學(xué) 2016
[2]太陽能/氫能混合動(dòng)力小型無人機(jī)總體設(shè)計(jì)[D]. 李延平.北京理工大學(xué) 2014
[3]基于重力勢(shì)與風(fēng)梯度的太陽能飛行器HALE問題研究[D]. 高顯忠.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[4]混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)建模及優(yōu)化控制研究[D]. 金濤濤.北京交通大學(xué) 2014
[5]混合動(dòng)力汽車動(dòng)力總成參數(shù)匹配方法與控制策略的研究[D]. 鄭維.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]電力機(jī)械無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究[D]. 馬路迅.吉林大學(xué) 2019
[2]并聯(lián)混合動(dòng)力車能量控制策略研究[D]. 羅驍梟.重慶大學(xué) 2018
[3]小型混合式無人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)研究[D]. 伯秀秀.安徽大學(xué) 2018
[4]電驅(qū)動(dòng)機(jī)械變速混合動(dòng)力系統(tǒng)控制原型開發(fā)[D]. 徐懂懂.武漢理工大學(xué) 2018
[5]CVT式混合動(dòng)力汽車優(yōu)化控制方法研究[D]. 周毅.湖南大學(xué) 2018
[6]電力機(jī)械無級(jí)變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)與特性研究[D]. 李傳龍.吉林大學(xué) 2017
[7]基于改進(jìn)人群搜索算法優(yōu)化的變參數(shù)PID控制[D]. 張連強(qiáng).華北電力大學(xué) 2017
[8]太陽能飛機(jī)能源系統(tǒng)MPPT模塊的研究和實(shí)現(xiàn)[D]. 周興鵬.上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 2016
[9]二沖程重油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)的仿真分析與試驗(yàn)研究[D]. 錢丁超.吉林大學(xué) 2015
[10]小型無人直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 趙松濤.華南理工大學(xué) 2015
本文編號(hào):3701196
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