CN111099024B - 油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法、系统及存储器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法、系统及存储器，方法包括：检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动。系统包括电压检测模块、点火重启控制模块；所述电压检测模块用于检测并获取发电系统的输出电压值；所述点火重启模块用于判断所述输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动。具有反应灵敏，响应速度快，可靠性好，可有效防止油电混合动力旋翼无人机因空中停车而导致只能进行迫降，影响无人机的滞空时间，提高无人机飞行可靠性等优点。

Description

油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法、系统及存储器
技术领域
本发明涉及一种旋翼无人机控制技术领域，尤其涉及一种油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法、系统及存储器，特别是油电混合动力旋翼无人机的空中点火重启。
背景技术
目前，多旋翼无人机因为具有结构简单，操控灵活，能够垂直起降，轻松实现悬停、盘旋、绕飞等飞行动作，而受到广泛的欢迎。但是，由于大多数多旋翼无人机采用纯电驱动，受电池容量、功率和电池自身重量的限制，仅只能作为消费级产品应用。而在工业级应用领域，需要旋翼无人机具备大载荷，长续航，高可靠性等特征。为了满足旋翼无人机工业应用的需要，动力系统是研究的重点领域。
现有技术中，油电混合动力的旋翼无人机动力系统如图1所示，发电系统包括由燃油发动机带动发电机，以及整流、滤波、稳压等电能质量调节模块，发电系统输出的电能提供给旋翼无人机的电动机，通过电动机带动旋翼旋转为无人机提供升力，同时，发电系统输出的电能还用于为电池系统供电，电池系统的电能也用于为旋翼无人机的电动机供电，提供应急电能。当燃油发动机发生空中停车时，现有技术中一般是通过电池系统提供的应急电能控制无人机就近降落，而对于如何控制无人机空中点火重启现有的研究甚少。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种反应灵敏，响应速度快，可靠性好，可有效防止油电混合动力旋翼无人机因空中停车而导致只能进行迫降，影响无人机的滞空时间，提高无人机飞行可靠性的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法、系统及存储器。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动。
进一步地，在控制发电机系统点火重启前，还包括：
执行增大发电系统输出功率操作，等待第一预设时长后，再次检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制发电系统点火重启动，否则不执行发电系统点火重启动操作。
进一步地，所述发电系统点火重启具体包括：开启启动电机并持续预设启动时长，停止启动电机，执行增大发电系统输出功率操作，并等待第二预设时长后，检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值高于预设的阈值时，发电系统点火重启动成功，否则发电系统点火重启动不成功。
进一步地，当发电系统点火重启动不成功时，重复点火重启动过程；点火重启动过程中所述第二预设时长随重复次数的增加而延长。
进一步地，当所述发电系统点火重启动次数大于预设次数阈值时，或者电池系统的输出电压值低于预设的安全电压值时，不再执行发电系统点火重启操作。
进一步地，增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态；所述预设的油门状态的大小随重复次数的增加而增大。
一种油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，包括电压检测模块、点火重启控制模块；
所述电压检测模块用于检测并获取发电系统的输出电压值；
所述点火重启控制模块用于判断所述输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动。
进一步地，所述点火重启控制模块还用于：在控制发电机系统点火重启前，执行增大发电系统输出功率操作，等待第一预设时长后，再次获取电压检测模块所检测的发电系统的输出电压值，当所述输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制发电系统点火重启动，否则不执行发电系统点火重启动操作。
进一步地，所述点火重启控制模块控制发电系统点火重启的过程包括：开启启动电机并持续预设启动时长，停止启动电机，执行增大发电系统输出功率操作，并等待第二预设时长后，获取电压检测模块检测得到的发电系统的输出电压值，当所述输出电压值高于预设的阈值时，判定发电系统点火重启动成功，否则判定发电系统点火重启动不成功。
进一步地，所述点火重启控制模块还用于：当发电系统点火重启动不成功时，重复点火重启动过程；点火重启动过程中所述第二预设时长随重复次数的增加而延长。
进一步地，所述点火重启控制模块还用于：当所述发电系统点火重启动次数大于预设次数阈值时，或者电池系统的输出电压值低于预设的安全电压值时，不再执行发电系统点火重启操作。
进一步地，所述点火重启控制模块增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态；所述预设的油门状态的大小随重复次数的增加而增大。
一种存储器，所述存储器中存储有可执行的程序，所述程序被执行时可实现如上任一项所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过检测发电系统的输出电压值，在输出电压值低于预设的阈值时控制无人机的电启动装置实现发电系统点火重启，可以实现无人机在空中的点火重启，有效提高无人机在空中的滞留时长，提高无人机的可靠性。
2、本发明在控制发电系统点火重启前，通过如加大燃油发动机油门等方式来加大发电系统的输出功率，并持续预设时长后再次判断发电系统的输出电压值，当输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制无人机发电系统进行点火重启，一方面保证了可以灵敏的感知无人机发电系统的运行状态，另一方面，也防止了可能存在的因无人机电动机大功率运转状态时拉低电压值而造成的错误点火重启，灵敏度好，可靠性高。
3、本发明充分考虑了点火重启不成功，需要进行多次重复点火重启时对电池系统的能耗影响，将第二预设时长设置为随重复次数的增加而延长，或者，将预设的油门状态的大小设置为随重复次数的增加而增大，从而也防止因需要多次重启对电池系统中能量的消耗，会拉低发电系统输出端的电压值的影响，稳定性好，可靠性高；同时也增加了点火重启的成功率，防止过多启动对启动器寿命的影响。
附图说明
图1为油电混合动力旋翼无人机发电系统及动力系统拓扑结构示意图。
图2为本发明具体实施例的流程示意图。
图3为本发明具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图2所示，本实施例的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动。
在本实施例中，进一步地优选，在控制发电机系统点火重启前，还包括：执行增大发电系统输出功率操作，等待第一预设时长后，再次检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制发电系统点火重启动，否则不执行发电系统点火重启动操作。增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态。当无机执行某些飞行动作时，需要加大电动机的输出，电动机的能耗会增大，从而会拉低发电系统输出端的电压值。为了防止因这种情况而导致错误的判定发动机停车，需要点火重启，因此，在点点火重启前通过加大发动机的油门，来提高发电系统的输出功率，排除电动机能耗增大带来的不利影响，保证点火重启判断的准确性。
在本实施例中，所述发电系统点火重启具体包括：开启启动电机并持续预设启动时长，停止启动电机，执行增大发电系统输出功率操作，并等待第二预设时长后，检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值高于预设的阈值时，发电系统点火重启动成功，否则发电系统点火重启动不成功。当发电系统中的发动机发生停车后，需要点火重启时，先使得发动机的油门和风门等处于待点火启动的状态，再控制启动电机带动发动机启动，持续一段时间，以保证发动机能够稳定启动，再关闭启动电机，并增大发动机的油门以提高发电系统的输出功率，并持续第二预设时长，以消除在发动机停车这段时间电动机消耗了电池系统电能，发电系统需要同时为电动机和池系统供电而产生的拉低电压的现像，保证判断的准确性和可靠性。
在本实施例中，当发电系统点火重启动不成功时，重复点火重启动过程；点火重启动过程中所述第二预设时长随重复次数的增加而延长。当所述发电系统点火重启动次数大于预设次数阈值时，或者所述电池系统的输出电压值低于预设的安全电压值时，不再执行发电系统点火重启操作。此时，发出无人机需要迫降的信号，引导操作手及时降落无人机，或者引导无人机进入自动迫降过程。
在本实施例中，增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态；所述预设的油门状态的大小随重复次数的增加而增大。油门越大，发电系统的输出功率越大。当无人机点火重启不成功，需要多次点火重启时，电池系统中存储的电能消耗较多，当发动机点火重启后，电池系统和电动机都会拉低发电系统的电压，因此，通过将发动机的油门调至更大，以及使得发动机在大油门状态运行时间的增长，来消除拉低电压的影响，以保证判断的准确性和可靠性。同时，油门越大，消除拉低电压影响的时间也越短，也可以为无人机空间点火重启争取更多的时间。
本实施例的油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，如图3所示，包括电压检测模块、点火重启控制模块；所述电压检测模块用于检测并获取发电系统的输出电压值；所述点火重启控制模块用于判断所述输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动。
在本实施例中，进一步地优选，所述点火重启控制模块还用于：在控制发电机系统点火重启前，执行增大发电系统输出功率操作，等待第一预设时长后，再次获取电压检测模块所检测的发电系统的输出电压值，当所述输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制发电系统点火重启动，否则不执行发电系统点火重启动操作。
在本实施例中，所述点火重启控制模块控制发电系统点火重启的过程包括：开启启动电机并持续预设启动时长，停止启动电机，执行增大发电系统输出功率操作，并等待第二预设时长后，获取电压检测模块检测得到的发电系统的输出电压值，当所述输出电压值高于预设的阈值时，判定发电系统点火重启动成功，否则判定发电系统点火重启动不成功。
在本实施例中，所述点火重启控制模块还用于：当发电系统点火重启动不成功时，重复点火重启动过程；点火重启动过程中所述第二预设时长随重复次数的增加而延长。所述点火重启控制模块还用于：当所述发电系统点火重启动次数大于预设次数阈值时，或者所述电池系统的输出电压值低于预设的安全电压值时，不再执行发电系统点火重启操作。所述点火重启控制模块增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态；所述预设的油门状态的大小随重复次数的增加而增大。
本实施例的存储器，所述存储器中存储有可执行的程序，所述程序被执行时可实现如上任一项所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法。本实施例的油电混合动力旋翼无人机点火重启动可通过程序控制自动实现，本实施例的存储器即为加载了该控制程序的存储器，油电混合动力旋翼无人机通过搭载了本实施例的存储器，并运行该存储器上的程序，即可以实现油电混合动力旋翼无人机的点火重启动。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，其特征在于：检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动；
在控制发电机系统点火重启前，还包括：
执行增大发电系统输出功率操作，等待第一预设时长后，再次检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制发电系统点火重启动，否则不执行发电系统点火重启动操作。
2.根据权利要求1所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，其特征在于：所述发电系统点火重启具体包括：开启启动电机并持续预设启动时长，停止启动电机，执行增大发电系统输出功率操作，并等待第二预设时长后，检测发电系统的输出电压值，当所述输出电压值高于预设的阈值时，发电系统点火重启动成功，否则发电系统点火重启动不成功。
3.根据权利要求2所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，其特征在于：当发电系统点火重启动不成功时，重复点火重启动过程；点火重启动过程中所述第二预设时长随重复次数的增加而延长。
4.根据权利要求3所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，其特征在于：当所述发电系统点火重启动次数大于预设次数阈值时，或者电池系统的输出电压值低于预设的安全电压值时，不再执行发电系统点火重启操作。
5.根据权利要求4所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法，其特征在于：增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态；所述预设的油门状态的大小随重复次数的增加而增大。
6.一种油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，其特征在于：包括电压检测模块、点火重启控制模块；
所述电压检测模块用于检测并获取发电系统的输出电压值；
所述点火重启控制模块用于判断所述输出电压值，当所述输出电压值低于预设的阈值时，控制发电系统点火重启动；
所述点火重启控制模块还用于：在控制发电机系统点火重启前，执行增大发电系统输出功率操作，等待第一预设时长后，再次获取电压检测模块所检测的发电系统的输出电压值，当所述输出电压值仍然低于预设的阈值时，才控制发电系统点火重启动，否则不执行发电系统点火重启动操作。
7.根据权利要求6所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，其特征在于：所述点火重启控制模块控制发电系统点火重启的过程包括：开启启动电机并持续预设启动时长，停止启动电机，执行增大发电系统输出功率操作，并等待第二预设时长后，获取电压检测模块检测得到的发电系统的输出电压值，当所述输出电压值高于预设的阈值时，判定发电系统点火重启动成功，否则判定发电系统点火重启动不成功。
8.根据权利要求7所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，其特征在于：所述点火重启控制模块还用于：当发电系统点火重启动不成功时，重复点火重启动过程；点火重启动过程中所述第二预设时长随重复次数的增加而延长。
9.根据权利要求8所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，其特征在于：所述点火重启控制模块还用于：当所述发电系统点火重启动次数大于预设次数阈值时，或者电池系统的输出电压值低于预设的安全电压值时，不再执行发电系统点火重启操作。
10.根据权利要求9所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动系统，其特征在于：所述点火重启控制模块增大发电系统输出功率操作包括：增大所述发电系统的发动机油门至大于预设的油门状态；所述预设的油门状态的大小随重复次数的增加而增大。
11.一种存储器，其特征在于：所述存储器中存储有可执行的程序，所述程序被执行时可实现如权利要求1至5任一项所述的油电混合动力旋翼无人机点火重启动方法。
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