CN107193285B - 多旋翼燃料电池植保无人机控制系统及其工作方法 - Google Patents

多旋翼燃料电池植保无人机控制系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无人机领域，公开了一种多旋翼燃料电池植保无人机控制系统及其工作方法，该系统包括混合供电单元、数据采集单元和主控制单元，混合供电单元为数据采集单元和主控制单元提供电力，数据采集单元采集混合供电单元中的各项信息，发送给主控制单元，主控制单元与地面站和手持遥控器交互，接收控制命令，传输数据和视频信息，基于数据采集单元的发送的信息控制混合供电单元的的供电模式和能量分配，并控制无人机的飞行姿态和位置，进行喷药操作。本发明提高了续航能力，优化了供电管理和能量分配，强化了无人机植保作业的姿态与位置控制，智能化程度高。

Description

多旋翼燃料电池植保无人机控制系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及植保无人机领域，具体涉及一种多旋翼燃料电池植保无人机控制系统及其工作方法。
背景技术
传统植保作业需要人工参与，效率低，作业质量不高，且在进行喷药作业中，由于操作不规范会导致人员中毒。随着近年来人力成本越来越高，开发替代人工的无人机进行植保作业已经是大势所趋，但目前的节能环保型无人机主要以锂电池为动力，通过携带药箱进行植保作业，由于锂电池的能量密度不高，现有的无人机携带10kg左右的药箱进行植保作业的时间只有10分钟左右，续航能力差，严重制约了其大规模应用与推广，因此已有无人机使用燃料电池来增加续航能力，但该类型无人机的控制系统在供电管理、能量分配和飞行控制上还存在一定的问题。
中国发明专利申请(公开日：2016年8月10日、公开号：CN 105843245A)公开了一种无人机控制系统及控制方法，包括定位传感器、智能遥控器和安装在无人机上的飞行控制器，该发明简化了无人机的操作，但局限于飞行操作的控制，并没有涉及续航能力的多能源供电系统及其在供电管理和能量分配上，智能化程度低。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种多旋翼燃料电池植保无人机控制系统及其工作方法，提高了续航能力，优化了供电管理和能量分配，强化了无人机植保作业的姿态与位置控制，智能化程度高。
为实现上述目的，本发明所设计的多旋翼燃料电池植保无人机控制系统包括混合供电单元、数据采集单元和主控制单元，所述混合供电单元为所述数据采集单元和主控制单元提供电力，所述数据采集单元采集混合供电单元中的各项信息，发送给所述主控制单元，所述主控制单元与地面站和手持遥控器交互，接收控制命令，基于所述数据采集单元的发送的信息控制所述混合供电单元的的供电模式和能量分配，并控制无人机的飞行姿态和位置，进行喷药操作。
优选地，所述混合供电单元包括高压氢瓶、燃料电池电堆、蓄电池、主DC/DC、第一DC/DC及第二DC/DC，所述高压氢瓶的出口依次经过高压压力传感器P1、减压阀、进气阀和进堆压力传感器P2后与所述燃料电池电堆的氢气入口相连，所述燃料电池电堆的氢气出口经过排气阀后与外部大气相连，所述燃料电池电堆上安装有风扇和温度传感器T，所述燃料电池电堆的电能输出端并联有电压传感器V后依次经过正极串联的负载开关、电流传感器A和二极管后与所述主DC/DC的输入端相连，所述主DC/DC的输出端分别与所述第一DC/DC和所述第二DC/DC的输入端相连，所述主DC/DC的输出端串联有常闭型的输出开关后与所述蓄电池的输出端相连，所述蓄电池通过数据线连有管理单元，所述主DC/DC与所述主控制单元相连进行供电。
优选地，所述数据采集单元包括信号调理电路及第一微控制器MCU1，所述信号调理电路的输入端连有所述混合供电单元中的高压压力传感器P1、进堆压力传感器P2、温度传感器T、电压传感器V、电流传感器A及所述燃料电池电堆单片电池的电压输出端，所述第一微控制器MCU1上设有第一CAN模块、A/D模块及与所述第一DC/DC的输出端相连的第一电源模块，所述A/D模块与所述信号调理电路的输出端连接，接收所述信号调理电路采集的信息。
优选地，所述主控制单元包括第二微控制器MCU2、隔离电路、第一电子调速器～第n电子调速器、与所述第一电子调速器～第n电子调速器一一对应的第一电机～第n电机、喷药泵、喷嘴及视频模块，所述第二微控制器MCU2上设有第二CAN模块、第一SCI模块、第二SCI模块、I/O模块、捕捉模块、PWM模块及与所述第二DC/DC的输出端相连的第二电源模块，所述视频模块包括摄像头和无线视频发送模块，所述第二CAN模块通过CAN总线与所述混合供电单元中的管理单元、主DC/DC及所述数据采集单元中第一微控制器MCU1的第一CAN模块相连进行通信，所述第一SCI模块通过串口连接有传感器模块，将无人机的姿态信息和位置信息发送给第二微控制器MCU2，所述第二SCI模块通过串口与无线数传模块相连将无人机的信息和参数发送给地面站和遥控器，所述无线视频发送模块将现场情景发送给地面站和手持遥控器，所述I/O模块连有声光报警电路，所述I/O模块与所述喷嘴的开关控制端相连，所述捕捉模块连接有RC接收机，接收到来自遥控器和地面站的控制命令并发送给所述第二微控制器MCU2，所述PWM模块与所述隔离电路的输入端相连，所述隔离电路的输出端与所述第一电子调速器～第n电子调速器、所述喷药泵、所述风扇的控制端相连，所述第一电子调速器～第n电子调速器的输出信号端分别对应与所述第一电机～第n电机相连并控制其转速，所述第二电源模块为所述第二微控制器MCU2及其外端电路供电，所述混合供电单元中主DC/DC的输出端为所述第一电子调速器～第n电子调速器、所述喷药泵、所述喷嘴和所述视频模块供电。
一种上述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法：
无人机启动前，所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块时时检测所述RC接收机的PPM信号，控制所述负载开关断开，同时控制所述输出开关闭合，通过所述第二CAN模块接收所述管理单元采集的蓄电池电压、温度、SOC信息以及所述数据采集单元采集的所述高压压力传感器P1、所述进堆压力传感器P2、所述温度传感器T、所述电压传感器V、所述电流传感器A信息以及所述燃料电池电堆单片电池的电压，通过所述第一SCI模块接收所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度及3轴速度信息，并将信息和参数通过所述无线数传模块发送给地面站和遥控器。
无人机启动时，当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的解锁命令时，所述第二微控制器MCU2控制所述减压阀、所述进气阀和所述风扇开启启动所述燃料电池电堆，当所述电压传感器V的值和所述燃料电池电堆中各片单电池电压均大于预设的相应最低临界值时，所述第二微控制器MCU2控制所述负载开关闭合，所述第二微控制器MCU2通过所述PWM模块输出PWM信号控制所述第一电机～第n电机以正反转交替方式进行低速转动，并通过所述视频模块将无人机前方信息回传给遥控器和地面站，当所述蓄电池的SOC大于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关断开，系统由所述燃料电池电堆单独供电，当所述蓄电池的SOC小于或等于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，所述燃料电池电堆在为系统供电的同时为所述蓄电池充电直至所述蓄电池的SOC大于80％。
无人机启动成功后，当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的爬升命令时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，使系统由所述燃料电池电堆和所述蓄电池共同供电，通过所述CAN总线向所述主DC/DC发送目标输出电压控制命令调节所述燃料电池电堆和所述蓄电池的能量分配，同时基于所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出所述第一电机～第n电机的转速控制量，通过所述PWM模块输出一定占空比的PMW信号加大所述风扇和所述第一电机～第n电机的转速进入爬升飞行模式。
无人机在转弯、俯冲、横滚、下降、悬停和保持恒定高度飞行过程中，当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的飞行姿态控制命令时，根据所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出所述第一电机～第n电机的转速控制量，通过所述PWM模块输出一定占空比的PMW信号控制所述第一电机～第n电机的转速进入姿态和位置反馈控制；当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的喷药控制命令时，所述第二微控制器MCU2通过所述I/O模块控制所述喷嘴开启，通过所述PWM模块输出PWM信号控制所述喷药泵的出口流量，当所述蓄电池的SOC大于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关断开，使系统由所述燃料电池电堆单独供电，当所述蓄电池的SOC小于或等于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，所述燃料电池电堆在为系统供电的同时为所述蓄电池充电直至所述蓄电池的SOC大于80％。
无人机在飞行过程中，当所述温度传感器T的值高于预设的临界值时，所述第二微控制器MCU2通过所述PWM模块加大PWM信号的占空比，提高所述风扇的转速对所述燃料电池电堆进行降温，直至所述温度传感器T的值低于预设的临界值后，恢复PWM信号之前的占空比；当所述燃料电池电堆的最低单片电池电压值低于0.6V大于0.3V时，所述第二微控制器MCU2控制所述排气阀开通直至所述燃料电池电堆的最低单片电池电压值恢复到0.6V及以上。
无人机在飞行过程中，当所述燃料电池电堆的最低单片电池电压值小于等于0.3V时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，同时控制所述负载开关断开，使系统由所述蓄电池单独供电，当所述蓄电池的SOC大于等于50％时，所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的飞行姿态控制命令，根据所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出所述第一电机～第n电机的转速控制量，通过所述PWM模块输出一定占空比的PMW信号控制所述第一电机～第n电机的转速进入姿态和位置反馈控制，当所述蓄电池的SOC小于50％并且大于30％时，所述第二微控制器MCU2根据所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度和3轴速度信息控制所述第一电机～第n电机的转速返回原点，通过所述PWM模块逐渐减小PMW信号的占空比，降低所述第一电机～第n电机的转速使系统着陆并停机，当所述蓄电池的SOC小于等于30％时，所述第二微控制器MCU2通过所述I/O模块驱动所述声光报警电路进行报警提示，同时通过所述PWM模块逐渐减小PMW信号的占空比，降低所述第一电机～第n电机的转速使系统原地着陆后停机。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、利用所述燃料电池电堆能量密度高的优点，提高了续航能力；
2、在除紧急爬升飞行和启动外的工作情况下由所述燃料电池电堆单独供电，降低了所述蓄电池的容量；
3、基于所述燃料电池电堆的特性和所述蓄电池的SOC值优化控制供电模式和能量分配，根据接收到的控制命令智能调节旋翼电机的转速调整飞行姿态和位置，并进行相应的喷药量控制；
4、当相关参数和状态不正常时进行声光报警提示，并自动进行返航降落或原地降落处理，安全可靠；
5、本系统智能化程度高、续航时间长、清洁环保。
附图说明
图1为本发明多旋翼燃料电池植保无人机控制系统结构原理框架示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明多旋翼燃料电池植保无人机控制系统包括混合供电单元、数据采集单元和主控制单元，混合供电单元为数据采集单元和主控制单元提供电力，数据采集单元采集混合供电单元中的各项信息，发送给主控制单元，主控制单元与地面站和手持遥控器交互，接收控制命令，基于数据采集单元的发送的信息控制混合供电单元的的供电模式和能量分配，并控制无人机的飞行姿态和位置，进行喷药操作，同时，通过无线数传模块将系统中的参数发送给地面站和手持遥控器，通过无线视频发送模块将现场的情景发送给地面站和手持遥控器，在相关参数和状态出现异常时驱动声光报警电路进行报警提示。
如图1所示，混合供电单元包括高压氢瓶、燃料电池电堆、蓄电池、主DC/DC、第一DC/DC及第二DC/DC，高压氢瓶的出口依次经过高压压力传感器P1、减压阀、进气阀和进堆压力传感器P2后与燃料电池电堆的氢气入口相连，燃料电池电堆的氢气出口经过排气阀后与外部大气相连，燃料电池电堆上安装有风扇和温度传感器T，燃料电池电堆的电能输出端并联有电压传感器V后依次经过正极串联的负载开关、电流传感器A和二极管后与主DC/DC的输入端相连，主DC/DC的输出端分别与第一DC/DC和第二DC/DC的输入端相连，主DC/DC的输出端串联有常闭型的输出开关后与蓄电池的输出端相连，蓄电池通过数据线连有管理单元，主DC/DC与主控制单元相连进行供电。
如图1所示，数据采集单元包括信号调理电路及第一微控制器MCU1，信号调理电路的输入端连有混合供电单元中的高压压力传感器P1、进堆压力传感器P2、温度传感器T、电压传感器V、电流传感器A及燃料电池电堆单片电池的电压输出端，第一微控制器MCU1上设有第一CAN模块、A/D模块及与第一DC/DC的输出端相连的第一电源模块，A/D模块与信号调理电路的输出端连接，接收信号调理电路采集的信息。
如图1所示，主控制单元包括第二微控制器MCU2、隔离电路、第一电子调速器～第n电子调速器、与第一电子调速器～第n电子调速器一一对应的第一电机～第n电机、喷药泵、喷嘴及视频模块，第二微控制器MCU2上设有第二CAN模块、第一SCI模块、第二SCI模块、I/O模块、捕捉模块、PWM模块及与第二DC/DC的输出端相连的第二电源模块，视频模块包括摄像头和无线视频发送模块，第二CAN模块通过CAN总线与混合供电单元中的管理单元、主DC/DC及数据采集单元中第一微控制器MCU1的第一CAN模块相连进行通信，第一SCI模块通过串口连接有传感器模块，将无人机的姿态信息和位置信息发送给第二微控制器MCU2，第二SCI模块通过串口与无线数传模块相连将无人机的信息和参数发送给地面站和遥控器，无线视频发送模块将现场情景发送给地面站和手持遥控器，I/O模块连有声光报警电路，I/O模块与喷嘴的开关控制端相连，捕捉模块连接有RC接收机，接收到来自遥控器和地面站的控制命令并发送给第二微控制器MCU2，PWM模块与隔离电路的输入端相连，隔离电路的输出端与第一电子调速器～第n电子调速器、喷药泵、风扇的控制端相连，第一电子调速器～第n电子调速器的输出信号端分别对应与第一电机～第n电机相连并控制其转速，第二电源模块为第二微控制器MCU2及其外端电路供电，混合供电单元中主DC/DC的输出端为第一电子调速器～第n电子调速器、喷药泵、喷嘴和视频模块供电。
本实施例中，无人机启动前，第二微控制器MCU2通过捕捉模块时时检测RC接收机的PPM信号，控制负载开关断开，同时控制输出开关闭合，通过第二CAN模块接收管理单元采集的蓄电池电压、温度、SOC信息以及数据采集单元采集的高压压力传感器P1、进堆压力传感器P2、温度传感器T、电压传感器V、电流传感器A信息以及燃料电池电堆单片电池的电压，通过第一SCI模块接收传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度及3轴速度信息，并将信息和参数通过无线数传模块发送给地面站和遥控器。
本实施例中，无人机启动时，当第二微控制器MCU2通过捕捉模块检测到RC接收机接收到来自地面站和遥控器的解锁命令时，第二微控制器MCU2控制减压阀、进气阀和风扇开启启动燃料电池电堆，当电压传感器V的值和燃料电池电堆中各片单电池电压均大于预设的相应最低临界值时，第二微控制器MCU2控制负载开关闭合，第二微控制器MCU2通过PWM模块输出PWM信号控制第一电机～第n电机以正反转交替方式进行低速转动，并通过视频模块将无人机前方信息回传给遥控器和地面站，当蓄电池的SOC大于80％时，第二微控制器MCU2控制输出开关断开，系统由燃料电池电堆单独供电，当蓄电池的SOC小于或等于80％时，第二微控制器MCU2控制输出开关闭合，燃料电池电堆在为系统供电的同时为蓄电池充电直至蓄电池的SOC大于80％。
本实施例中，无人机启动成功后，当第二微控制器MCU2通过捕捉模块检测到RC接收机接收到来自地面站和遥控器的爬升命令时，第二微控制器MCU2控制输出开关闭合，使系统由燃料电池电堆和蓄电池共同供电，通过CAN总线向主DC/DC发送目标输出电压控制命令调节燃料电池电堆和蓄电池的能量分配，同时基于传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出第一电机～第n电机的转速控制量，通过PWM模块输出一定占空比的PMW信号加大风扇和第一电机～第n电机的转速进入爬升飞行模式。
本实施例中，无人机在转弯、俯冲、横滚、下降、悬停和保持恒定高度飞行过程中，当第二微控制器MCU2通过捕捉模块检测到RC接收机接收到来自地面站和遥控器的飞行姿态控制命令时，根据传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出第一电机～第n电机的转速控制量，通过PWM模块输出一定占空比的PMW信号控制第一电机～第n电机的转速进入姿态和位置反馈控制；当第二微控制器MCU2通过捕捉模块检测到RC接收机接收到来自地面站和遥控器的喷药控制命令时，第二微控制器MCU2通过I/O模块控制喷嘴开启，通过PWM模块输出PWM信号控制喷药泵的出口流量，当蓄电池的SOC大于80％时，第二微控制器MCU2控制输出开关断开，使系统由燃料电池电堆单独供电，当蓄电池的SOC小于或等于80％时，第二微控制器MCU2控制输出开关闭合，燃料电池电堆在为系统供电的同时为蓄电池充电直至蓄电池的SOC大于80％。
本实施例中，无人机在飞行过程中，当温度传感器T的值高于预设的临界值时，第二微控制器MCU2通过PWM模块加大PWM信号的占空比，提高风扇的转速对燃料电池电堆进行降温，直至温度传感器T的值低于预设的临界值后，恢复PWM信号之前的占空比；当燃料电池电堆的最低单片电池电压值低于0.6V大于0.3V时，第二微控制器MCU2控制排气阀开通直至燃料电池电堆的最低单片电池电压值恢复到0.6V及以上。
本实施例中，无人机在飞行过程中，当燃料电池电堆的最低单片电池电压值小于等于0.3V时，第二微控制器MCU2控制输出开关闭合，同时控制负载开关断开，使系统由蓄电池单独供电，当蓄电池的SOC大于等于50％时，第二微控制器MCU2通过捕捉模块检测到RC接收机接收到来自地面站和遥控器的飞行姿态控制命令，根据传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出第一电机～第n电机的转速控制量，通过PWM模块输出一定占空比的PMW信号控制第一电机～第n电机的转速进入姿态和位置反馈控制，当蓄电池的SOC小于50％并且大于30％时，第二微控制器MCU2根据传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度和3轴速度信息控制第一电机～第n电机的转速返回原点，通过PWM模块逐渐减小PMW信号的占空比，降低第一电机～第n电机的转速使系统着陆并停机，当蓄电池的SOC小于等于30％时，第二微控制器MCU2通过I/O模块驱动声光报警电路进行报警提示，同时通过PWM模块逐渐减小PMW信号的占空比，降低第一电机～第n电机的转速使系统原地着陆后停机。
本发明利用燃料电池电堆能量密度高的优点，提高了续航能力，在除紧急爬升飞行和启动外的工作情况下由燃料电池电堆单独供电，降低了蓄电池的容量，另外，基于燃料电池电堆的特性和蓄电池的SOC值优化控制供电模式和能量分配，根据接收到的控制命令智能调节旋翼电机的转速调整飞行姿态和位置，并进行相应的喷药量控制，当相关参数和状态不正常时进行声光报警提示，并自动进行返航降落或原地降落处理，安全可靠，本系统智能化程度高、续航时间长、清洁环保。

Claims (7)

1.一种多旋翼燃料电池植保无人机控制系统，其特征在于：包括混合供电单元、数据采集单元和主控制单元，所述混合供电单元为所述数据采集单元和主控制单元提供电力，所述数据采集单元采集混合供电单元中的各项信息，发送给所述主控制单元，所述主控制单元与地面站和手持遥控器交互，接收控制命令，基于所述数据采集单元的发送的信息控制所述混合供电单元的的供电模式和能量分配，并控制无人机的飞行姿态和位置，进行喷药操作，所述混合供电单元包括高压氢瓶、燃料电池电堆、蓄电池、主DC/DC、第一DC/DC及第二DC/DC，所述高压氢瓶的出口依次经过高压压力传感器P1、减压阀、进气阀和进堆压力传感器P2后与所述燃料电池电堆的氢气入口相连，所述燃料电池电堆的氢气出口经过排气阀后与外部大气相连，所述燃料电池电堆上安装有风扇和温度传感器T，所述燃料电池电堆的电能输出端并联有电压传感器V后依次经过正极串联的负载开关、电流传感器A和二极管后与所述主DC/DC的输入端相连，所述主DC/DC的输出端分别与所述第一DC/DC和所述第二DC/DC的输入端相连，所述主DC/DC的输出端串联有常闭型的输出开关后与所述蓄电池的输出端相连，所述蓄电池通过数据线连有管理单元，所述主DC/DC与所述主控制单元相连进行供电，所述数据采集单元包括信号调理电路及第一微控制器MCU1，所述信号调理电路的输入端连有所述混合供电单元中的高压压力传感器P1、进堆压力传感器P2、温度传感器T、电压传感器V、电流传感器A及所述燃料电池电堆单片电池的电压输出端，所述第一微控制器MCU1上设有第一CAN模块、A/D模块及与所述第一DC/DC的输出端相连的第一电源模块，所述A/D模块与所述信号调理电路的输出端连接，接收所述信号调理电路采集的信息，所述主控制单元包括第二微控制器MCU2、隔离电路、第一电子调速器～第n电子调速器、与所述第一电子调速器～第n电子调速器一一对应的第一电机～第n电机、喷药泵、喷嘴及视频模块，所述第二微控制器MCU2上设有第二CAN模块、第一SCI模块、第二SCI模块、I/O模块、捕捉模块、PWM模块及与所述第二DC/DC的输出端相连的第二电源模块，所述视频模块包括摄像头和无线视频发送模块，所述第二CAN模块通过CAN总线与所述混合供电单元中的管理单元、主DC/DC及所述数据采集单元中第一微控制器MCU1的第一CAN模块相连进行通信，所述第一SCI模块通过串口连接有传感器模块，将无人机的姿态信息和位置信息发送给第二微控制器MCU2，所述第二SCI模块通过串口与无线数传模块相连将无人机的信息和参数发送给地面站和遥控器，所述无线视频发送模块将现场情景发送给地面站和手持遥控器，所述I/O模块连有声光报警电路，所述I/O模块与所述喷嘴的开关控制端相连，所述捕捉模块连接有RC接收机，接收到来自遥控器和地面站的控制命令并发送给所述第二微控制器MCU2，所述PWM模块与所述隔离电路的输入端相连，所述隔离电路的输出端与所述第一电子调速器～第n电子调速器、所述喷药泵、所述风扇的控制端相连，所述第一电子调速器～第n电子调速器的输出信号端分别对应与所述第一电机～第n电机相连并控制其转速，所述第二电源模块为所述第二微控制器MCU2及其外端电路供电，所述混合供电单元中主DC/DC的输出端为所述第一电子调速器～第n电子调速器、所述喷药泵、所述喷嘴和所述视频模块供电。
2.一种权利要求1中所述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法，其特征在于：无人机启动前，所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块时时检测所述RC接收机的PPM信号，控制所述负载开关断开，同时控制所述输出开关闭合，通过所述第二CAN模块接收所述管理单元采集的蓄电池电压、温度、SOC信息以及所述数据采集单元采集的所述高压压力传感器P1、所述进堆压力传感器P2、所述温度传感器T、所述电压传感器V、所述电流传感器A信息以及所述燃料电池电堆单片电池的电压，通过所述第一SCI模块接收所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度及3轴速度信息，并将信息和参数通过所述无线数传模块发送给地面站和遥控器。
3.根据权利要求2所述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法，其特征在于：无人机启动时，当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的解锁命令时，所述第二微控制器MCU2控制所述减压阀、所述进气阀和所述风扇开启启动所述燃料电池电堆，当所述电压传感器V的值和所述燃料电池电堆中各片单电池电压均大于预设的相应最低临界值时，所述第二微控制器MCU2控制所述负载开关闭合，所述第二微控制器MCU2通过所述PWM模块输出PWM信号控制所述第一电机～第n电机以正反转交替方式进行低速转动，并通过所述视频模块将无人机前方信息回传给遥控器和地面站，当所述蓄电池的SOC大于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关断开，系统由所述燃料电池电堆单独供电，当所述蓄电池的SOC小于或等于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，所述燃料电池电堆在为系统供电的同时为所述蓄电池充电直至所述蓄电池的SOC大于80％。
4.根据权利要求2所述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法，其特征在于：无人机启动成功后，当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的爬升命令时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，使系统由所述燃料电池电堆和所述蓄电池共同供电，通过所述CAN总线向所述主DC/DC发送目标输出电压控制命令调节所述燃料电池电堆和所述蓄电池的能量分配，同时基于所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出所述第一电机～第n电机的转速控制量，通过所述PWM模块输出一定占空比的PMW信号加大所述风扇和所述第一电机～第n电机的转速进入爬升飞行模式。
5.根据权利要求2所述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法，其特征在于：无人机在转弯、俯冲、横滚、下降、悬停和保持恒定高度飞行过程中，当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的飞行姿态控制命令时，根据所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出所述第一电机～第n电机的转速控制量，通过所述PWM模块输出一定占空比的PMW信号控制所述第一电机～第n电机的转速进入姿态和位置反馈控制；当所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的喷药控制命令时，所述第二微控制器MCU2通过所述I/O模块控制所述喷嘴开启，通过所述PWM模块输出PWM信号控制所述喷药泵的出口流量，当所述蓄电池的SOC大于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关断开，使系统由所述燃料电池电堆单独供电，当所述蓄电池的SOC小于或等于80％时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，所述燃料电池电堆在为系统供电的同时为所述蓄电池充电直至所述蓄电池的SOC大于80％。
6.根据权利要求2所述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法，其特征在于：无人机在飞行过程中，当所述温度传感器T的值高于预设的临界值时，所述第二微控制器MCU2通过所述PWM模块加大PWM信号的占空比，提高所述风扇的转速对所述燃料电池电堆进行降温，直至所述温度传感器T的值低于预设的临界值后，恢复PWM信号之前的占空比；当所述燃料电池电堆的最低单片电池电压值低于0.6V大于0.3V时，所述第二微控制器MCU2控制所述排气阀开通直至所述燃料电池电堆的最低单片电池电压值恢复到0.6V及以上。
7.根据权利要求2所述多旋翼燃料电池植保无人机控制系统工作方法，其特征在于：无人机在飞行过程中，当所述燃料电池电堆的最低单片电池电压值小于等于0.3V时，所述第二微控制器MCU2控制所述输出开关闭合，同时控制所述负载开关断开，使系统由所述蓄电池单独供电，当所述蓄电池的SOC大于等于50％时，所述第二微控制器MCU2通过所述捕捉模块检测到所述RC接收机接收到来自地面站和遥控器的飞行姿态控制命令，根据所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度、3轴速度和油门推杆量信息进行解算得出所述第一电机～第n电机的转速控制量，通过所述PWM模块输出一定占空比的PMW信号控制所述第一电机～第n电机的转速进入姿态和位置反馈控制，当所述蓄电池的SOC小于50％并且大于30％时，所述第二微控制器MCU2根据所述传感器模块采集的3轴角度、3轴角速度、3轴加速度、GPS位置信息、高度和3轴速度信息控制所述第一电机～第n电机的转速返回原点，通过所述PWM模块逐渐减小PMW信号的占空比，降低所述第一电机～第n电机的转速使系统着陆并停机，当所述蓄电池的SOC小于等于30％时，所述第二微控制器MCU2通过所述I/O模块驱动所述声光报警电路进行报警提示，同时通过所述PWM模块逐渐减小PMW信号的占空比，降低所述第一电机～第n电机的转速使系统原地着陆后停机。
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