CN113638812B - 一种混合动力无人机增程器控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混合动力无人机增程器控制系统，包括：确定模块，用于根据混合动力无人机的状态，确定增程器的燃油供给参数和点火参数；控制模块，用于根据所述燃油供给参数控制所述增程器进行喷油操作，和根据所述点火参数控制所述增程器进行点火操作；通过控制模块使得增程器精确地按照确定的参数进行操作，使增程器在工作中减少耗油量，也可以保护增程器，使增程器的性能更稳定。

Description

一种混合动力无人机增程器控制系统

技术领域

本发明涉及飞行控制技术领域，特别涉及一种混合动力无人机增程器控制系统。

背景技术

增程器包括发动机和电动机，能够提供额外的电能，使无人机续航实现进一步延长，结合了电动和油动技术简称油电混合动力。

将增程器应用于无人机领域，启动增程器进行发电，降低无人机电池电量消耗，为消耗电量的的电池提供充电，提高无人机的续航能力，在现有技术中，增程器是使用的燃油量和点火都是固定，不会根据无人机的状态进行调整，造成了增程器油耗量增加，浪费能源，长期使用，导致对增程器综合性能不稳定。

因此，本发明提供一种混合动力无人机增程器控制系统。

发明内容

本发明提供一种混合动力无人机增程器控制系统，通过控制模块使得增程器精确地按照确定得参数进行操作，使增程器在工作中减少耗油量，也可以保护增程器，使增程器的性能更稳定。

本发明提供一种混合动力无人机增程器控制系统，包括：

确定模块，用于根据混合动力无人机的状态，确定增程器的燃油供给参数和点火参数；

控制模块，用于根据所述燃油供给参数控制所述增程器进行喷油操作，和根据所述点火参数控制所述增程器进行点火操作。

在一种可能实现的方式中，

还包括：

预测模块，用于预测在所述喷油操作和点火操作的操作下所述混合动力无人机的耗油量与稳定性能；

调整模块，用于在所述耗油量与稳定性能不达标的情况下，对所述燃油供给参数和点火参数进行调整。

在一种可能实现的方式中，

所述喷油操作和点火操作是同时进行的。

在一种可能实现的方式中，

所述确定模块包括：

监测子模块，用于监测所述混合动力无人机的飞行功率值和电池电压值；

设定子模块，用于根据所述飞行功率值和电池电压值，设定所述增程器的输出功率值，具体为：

当所述飞行功率值大于或等于预设功率值时，确定所述增程器的输出功率值为第一功率值；

当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值小于预设电池电压值时，设定所述增程器的输出功率值为第二功率值；

当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值等于预设电池电压值时，设定所述增程器的输出功率值为第三功率值；

确定子模块，用于根据所述增程器的输出功率值，确定所述增程器的燃油供给参数和点火参数。

在一种可能实现的方式中，

所述控制模块包括：喷油控制子模块，用于控制所述喷油操作，包括：

第一获取单元，用于接收并对所述燃油供给参数进行解析，得到燃油供给量、燃油供给速度；

第一确定单元，用于根据所述燃油供给量、燃油供给速度确定喷油压差值、喷油时间；

第一控制单元，用于根据所述喷油压差值、喷油时间进行喷油操作。

在一种可能实现的方式中，

所述确定子模块包括：

第二获取单元，用于根据所述增程器的输出功率值确定所述增程器的转速，并获取所述增程器在所述转速下的进口温度和出口温度；

修正单元，用于获取所述出口温度和出进口温度的差值，若所述差值小于预设差值范围，按照预设油气比确定燃油供给量，若所述差值在预设差值范围内，按照第一修正系数对所述预设油气比进行修正，并按照修正后的油气比确定燃油供给量，若所述差值大于所述差值预设范围，按照第二修正系数对所述预设油气比进行修正，并按照修正后的油气比确定燃油供给量；

第二确定单元，用于根据所述增程器的转速，确定耗油量，并根据所述燃油供给量确定燃油供给速度；

设定单元，用于根据所述增程器的转速、燃油供给量、燃油供给速度对点火速度、点火角度进行约束，得到约束条件，并根据所述约束条件设定点火参数集合；

分析单元，用于基于所述点火参数集合，分析所述增程器受单个点火参数变化的影响，并从所述点火参数集合中选取出单个最优的点火参数，并组成最优点火参数组合；

优化单元，用于将所述点火参数组合输入预先设置好的参数优化模型中，对所述点火参数组合进行优化，得到最终的点火参数。

在一种可能实现的方式中，

所述控制模块包括：点火控制子模块，用于控制所述点火操作，包括：

第三获取单元，用于接收并对所述点火参数进行解析，得到点火角度、点火速度和点火半径；

生成单元，用于获取所述增程器的第一角度，获取所述第一角度与点火角度的差值，并根据所述差值确定调节角度，且生成调整指令；

其中，所述调整指令的生成方法如下：

对所述调节角度进行分割，得到n个子调整角度，并在所述生成单元下，生成与所述n个子调整角度对应的n个控制点，并确定在所述n个控制点下对应的理论角度，根据所述理论角度对所述n个控制点进行编码，得到n个控制指令，所述n个控制指令组成调整指令；

执行单元，用于根据所述调整指令，对所述增程器的点火角度进行调节，并执行每一个控制点后，将获取执行得到的实际角度与对应的理论角度之间的角度偏差；

校正单元，用于判断所述角度偏差的大小，若所述角度偏差大于零，判断所述角度偏差是否大于第一预设偏差；

若是，基于所述角度偏差，对当前实际角度进行反方向校正；

否则，基于所述角度偏差，对下一次执行的理论角度进行校正，生成新的控制指令；

若所述角度偏差小于零，判断所述角度偏差是否大于第二预设偏差；

若是，基于所述角度偏差，对但钱实际角度进行正方向校正；

否则，基于所述角度偏差，对下一次执行的理论角度进行校正，生成新的控制指令；

第二控制控制单元，用于在确定所述点火角度后，基于所述点火速度、点火半径，控制所述增程器进行点火操作。

在一种可能实现的方式中，

所述第一确定单元包括：

建立子单元，用于获取所述增程器的油箱参数，并根据所述油箱参数建立油箱模型；

模拟子单元，用于利用所述燃油供给速度在所述油箱模型上进行数值模拟，确定在所述油箱模型中底层压力波动范围和上层压力波动范围；

分析子单元，用于基于所述底层压力波动范围和上层压力波动范围，建立多个压力组合，并计算在每个压力组合下的工作指标，并根据所述工作指标确定对应压力组合的能量消耗值；

选择子单元，用于选取能量消耗值最小的对应的压力组合，并根据对应的压力组合先获取喷油压差值；

计算子单元，用于根据所述喷油压差值与喷油横截面积，计算在所述燃油供给量下的第一喷油时间；

调整子单元，用于根据获取所述增程器的历史喷油参数，确定在历史目标喷油量与历史实际喷油量的多组参数，并对所述多组参数进行拟合得到目标与实际的函数关系，并利用所述函数关系确定在所述第一喷油时间下的实际喷油量；

所述调整子单元，还用于根据所述函数关系以及实际喷油量，对所述第一喷油时间进行调整，得到第二喷油时间，即为最终的喷油时间。

在一种可能实现的方式中，

所述预测模块包括：

模拟单元，用于根据所述混合动力无人机的状态，以及在所述喷油操作和点火操作的操作下，确定在预设时间内所述混合动力无人机飞行过程；

监测单元，用于监测所述混合动力无人机飞行过程，确定在所述混合动力无人机的飞行参数和增程器的动力参数；

第一计算单元，用于根据所述飞行参数和动力参数，计算所述混合动力无人机的耗油量；

第二计算单元，用于根据所述增程器的状态，计算所述增程器的稳定值。

在一种可能实现的方式中，

所述调整模块包括：

判断单元，用于确定所述耗油量与稳定性是否满足预设要求；

调整单元，用于当所述耗油量不满足预设要求时，获取耗油超标值，并调取与所述耗油超标值对应的调整方案，对所述燃油供给参数中的燃油供给量进行调整；

所述调整单元，还用于当所述稳定性不满足预设要求时，对所述点火参数中的点火角度进行优化；

所述调整单元，还用于当所述耗油量与稳定性均不满足预设要求时，对所述燃油供给参数中的燃油供给量进行调整和对所述点火参数中的点火角度进行优化。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种混合动力无人机增程器控制系统的结构图；

图2为本发明实施例中一种混合动力无人机增程器控制系统的另一结构图；

图3为本发明实施例中确定模块的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，如图1所示，包括：

确定模块，用于根据混合动力无人机的状态，确定增程器的燃油供给参数和点火参数；

控制模块：用于根据所述燃油供给参数控制所述增程器进行喷油操作，和根据所述点火参数控制所述增程器进行点火操作。

在该实施例中，所述混合动力无人机的状态包括飞行功率值和电池电压值。

在该实施例中，在无人机飞行过程中，会根据飞行功率和无人机的电压值来控制所述增程器的启动，使所述增程器达到合适的电压值，所述增程器的启动需要提供燃油供给进行喷油和点火操作，在喷油和点火操作的反复执行下，实现增程器的启动，而燃油供给参数和点火参数与混合动力无人机的状态有关，根据不同状态设置不同燃油供给参数和点火参数，可以使增程器在工作中减少耗油量，也可以保护增程器，使增程器的性能更稳定。

在该实施例中，所述燃油供给参数包括燃油供给量、供给时间、燃油供给速度；所述点火参数包括点火时间、点火角度。

在该实施例中，所述控制模块按照所述燃油供给参数和点火参数对控制所述增程器的启动过程。

上述设计方案的有益效果是：通过根据混合动力无人机的状态，确定增程器发动的燃油供给参数和点火参数，为增程器的启动设置合理的启动参数，通过控制模块使得增程器精确地按照确定得参数进行操作，使增程器在工作中减少耗油量，也可以保护增程器，使增程器的性能更稳定。

实施例2

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，如图2所示，还包括：

预测模块，用于预测在所述喷油操作和点火操作的操作过程所述混合动力无人机的耗油量与稳定性能；

调整模块，用于在所述耗油量与稳定性能不达标的情况下，对所述燃油供给参数和点火参数进行调整。

上述设计方案得有益效果是：通过在控制模块控制增程器工作以前，利用预测模块预测在确定得参数下工作时，混合动力无人机的耗油量与稳定性能，进而对参数进行及时调整，使得在实际操作中，保证混合动力无人机的耗油量与稳定性能。

实施例3

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，所述喷油操作和点火操作是同时进行的。

上述设计方案得有益效果是：通过喷油操作和点火操作同时进行，实现对增程器得启动。

实施例4

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，如图3所示，所述确定模块包括：

监测子模块，用于监测所述混合动力无人机的飞行功率值和电池电压值；

设定子模块，用于根据所述飞行功率值和电池电压值，设定所述增程器的输出功率值，具体为：

当所述飞行功率值大于或等于预设功率值时，确定所述增程器的输出功率值为第一功率值；

当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值小于预设电池电压值时，设定所述增程器的输出功率值为第二功率值；

当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值等于预设电池电压值时，设定所述增程器的输出功率值为第三功率值；

确定子模块，用于根据所述增程器的输出功率值，确定所述增程器的燃油供给参数和点火参数。

在该实施例中，所述预设功率值为所述增程器的最大功率值；

在该实施例中，若所述飞行功率值大于或等于预设功率值时，表明所述无人机属于满载状态，此时第一功率值为所述增程器的最大输出功率值，且所述增程器的输出电压全部用来驱动所述无人机的飞行；若当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值小于预设电池电压值时，表明所述无人机属于非满载状态，且无人机的电量没有充满，此时第二功率值也为增程器的最大输出功率值，用于对无人机的驱动和对电池的充电；若当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值等于预设电池电压值时，表明所述无人机属于非满载状态，且无人机的电量已经充满，此时第三功率值为驱动所述无人机所需的功率值。

在该实施例中，所述第一功率值＝第二功率值>第三功率值，且所述第三功率值为动态值。

上述设计方案的有益效果是：通过根据混合动力无人机的状态，为增程器设置合理的输出功率值，根据不同的输出功率值合理确定增程器的燃油供给参数和点火参数，既保证了无人机的正常飞行，又能减少耗油量。

实施例5

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，所述控制模块包括：喷油控制子模块，用于控制所述喷油操作，包括：

第一获取单元，用于接收并对所述燃油供给参数进行解析，得到燃油供给量、燃油供给速度；

第一确定单元，用于根据所述燃油供给量、燃油供给速度确定喷油压差值、喷油时间；

第一控制单元，用于根据所述喷油压差值、喷油时间进行喷油操作。

上述设计方案的有益效果是：通过在选取合适的喷油压差值，减少了能量的消耗，其次，通过设定准确的喷油时间，保证了喷用量的正常供应，保证了增程器的稳定启动，节约了能源。

实施例6

基于实施例4的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，所述确定子模块包括：

第二获取单元，用于根据所述增程器的输出功率值确定所述增程器的转速，并获取所述增程器在所述转速下的进口温度和出口温度；

修正单元，用于获取所述出口温度和出进口温度的差值，若所述差值小于预设差值范围，按照预设油气比确定燃油供给量，若所述差值在预设差值范围内，按照第一修正系数对所述预设油气比进行修正，并按照修正后的油气比确定燃油供给量，若所述差值大于所述差值预设范围，按照第二修正系数对所述预设油气比进行修正，并按照修正后的油气比确定燃油供给量；

第二确定单元，用于根据所述增程器的转速，确定耗油量，并根据所述燃油供给量确定燃油供给速度；

设定单元，用于根据所述增程器的转速、燃油供给量、燃油供给速度对点火速度、点火角度进行约束，得到约束条件，并根据所述约束条件设定点火参数集合；

分析单元，用于基于所述点火参数集合，分析所述增程器受单个点火参数变化的影响，并从所述点火参数集合中选取出单个最优的点火参数，并组成最优点火参数组合；

优化单元，用于将所述点火参数组合输入预先设置好的参数优化模型中，对所述点火参数组合进行优化，得到最终的点火参数。

在该实施例中，所述第一修正系数小于第二修正系数。

在该实施例中，根据所述出口温度和出进口温度的差值对油气比进行修正，从而确定燃油供给量，可以避免因为所述增程器温度过高导致耗油量过多的问题，使增程器在工作中减少耗油量。

在该实施例中，所述燃油供给速度应该保证所述增程器的转速的正常运行。

在该实施例中，所述点火参数集合包括对点火速度、点火角度、点火半径，其中点火速度、点火角度、点火半径分别包含多组数据。

在该实施例中，所述预先设置好的参数优化模型为基于所述增程器的性能设定的，可以将参数整体进行优化，不会使得点火参数陷入局部最优，使最终得到的点火参数满足增程器整体的要求。

上述设计方案的有益效果是：通过根据混合动力无人机的状态，确定增程器的输出功率值，从而确定增程器发动的燃油供给参数和点火参数，为增程器的启动设置合理的启动参数，在保证使增程器稳定工作的情况下，减少耗油量。

实施例7

基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，所述控制模块包括：点火控制子模块，用于控制所述点火操作，包括：

第三获取单元，用于接收并对所述点火参数进行解析，得到点火角度、点火速度和点火半径；

生成单元，用于获取所述增程器的第一角度，获取所述第一角度与点火角度的差值，并根据所述差值确定调节角度，且生成调整指令；

其中，所述调整指令的生成方法如下：

对所述调节角度进行分割，得到n个子调整角度，并在所述生成单元下，生成与所述n个子调整角度对应的n个控制点，并确定在所述n个控制点下对应的理论角度，根据所述理论角度对所述n个控制点进行编码，得到n个控制指令，所述n个控制指令组成调整指令；

执行单元，用于根据所述调整指令，对所述增程器的点火角度进行调节，并执行每一个控制点后，将获取执行得到的实际角度与对应的理论角度之间的角度偏差；

校正单元，用于判断所述角度偏差的大小，若所述角度偏差大于零，判断所述角度偏差是否大于第一预设偏差；

若是，基于所述角度偏差，对当前实际角度进行反方向校正；

否则，基于所述角度偏差，对下一次执行的理论角度进行校正，生成新的控制指令；

若所述角度偏差小于零，判断所述角度偏差是否大于第二预设偏差；

若是，基于所述角度偏差，对但钱实际角度进行正方向校正；

否则，基于所述角度偏差，对下一次执行的理论角度进行校正，生成新的控制指令；

第二控制控制单元，用于在确定所述点火角度后，基于所述点火速度、点火半径，控制所述增程器进行点火操作。

在该实施例中，用户只需确定调节角度并输入所述点火控制子模块，所述生成单元根据对所述调节角度的分割与分析，自动生成多个控制指令，并最终组成调节指令，既可以提交调节的精确性，又方便了用户的操作。

在该实施例中，对所述调节角度进行分割，得到n个控制指令组成调整指令，可以在所述增程器角度调节的过程中，依次按照控制指令对角度进行调节，保证角度在每一步的调整过程中的精确性，从而保证了获得得实际的增程器的点火角度的精确性。

在该实施例中，所述反方向与所述调整角度的方向一致，所述反方向与所述调整角度的方向相反。

在该实施例中，对下一次执行的理论角度进行校正具体为：若所述角度偏差大于零，则在下一次执行的理论角度的基础上，减去所述角度偏差，得到校正后的理论角度；若所述角度偏差小于零，则在下一次执行的理论角度的基础上，加上所述角度偏差，得到校正后的理论角度。

上述设计方案的有益效果是：通过根据点火参数，对点火操作进行控制，尤其是点火角度，通过对分割法对点火角度进行控制，缩小了获取实际的点火角度与理论点火角度之间的差值，保证了点火操作的精确性，使得点火更迅速，从而减少了点火过程中的耗油量，并使得增程器的性能更稳定。

实施例8

基于实施例5的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，第一确定单元包括：

建立子单元，用于获取所述增程器的油箱参数，并根据所述油箱参数建立油箱模型；

模拟子单元，用于利用所述燃油供给速度在所述油箱模型上进行数值模拟，确定在所述油箱模型中底层压力波动范围和上层压力波动范围；

分析子单元，用于基于所述底层压力波动范围和上层压力波动范围，建立多个压力组合，并计算在每个压力组合下的工作指标，并根据所述工作指标确定对应压力组合的能量消耗值；

选择子单元，用于选取能量消耗值最小的对应的压力组合，并根据对应的压力组合先获取喷油压差值；

计算子单元，用于根据所述喷油压差值与喷油横截面积，计算在所述燃油供给量下的第一喷油时间；

调整子单元，用于根据获取所述增程器的历史喷油参数，确定在历史目标喷油量与历史实际喷油量的多组参数，并对所述多组参数进行拟合得到目标与实际的函数关系，并利用所述函数关系确定在所述第一喷油时间下的实际喷油量；

所述调整子单元，还用于根据所述函数关系以及实际喷油量，对所述第一喷油时间进行调整，得到第二喷油时间，即为最终的喷油时间。

在该实施例中，油箱参数包括油箱体积、油箱材料参数。

在该实施例中，所述压力组合的建立方法为对所述底层压力波动范围和上层压力波动范围进行有序采样，并将采样得到的数值，从底层压力波动范围和上层压力波动范围中随机选取一个进行组合，得到压力组合。

在该实施例中，在所述燃油供给速度下，所底层压力和上层压力或出现轻微波动。

在该实施例中，所述工作指标包括温度、稳定性等指标。

在该实施例中，由于温度、顺滑度等的损耗，实际喷油量往往小于目标喷油量，应当对喷油时间进行调整，保证喷油量。

上述设计方案的有益效果是：通过在选取合适的喷油压差值，减少了能量的消耗，其次，通过设定准确的喷油时间，保证了喷用量的正常供应，保证了增程器的稳定启动，节约了能源。

实施例9

基于实施例2的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，所述预测模块包括：

模拟单元，用于根据所述混合动力无人机的状态，以及在所述喷油操作和点火操作的操作下，确定在预设时间内所述混合动力无人机飞行过程；

监测单元，用于监测所述混合动力无人机飞行过程，确定在所述混合动力无人机的飞行参数和增程器的动力参数；

第一计算单元，用于根据所述飞行参数和动力参数，计算所述混合动力无人机的耗油量；

其计算公式如下：

其中，Q表示所述述混合动力无人机的耗油量，α表示所述混合动力无人机在飞行过程中的阻力系数，取值为0.04，β表示所述混合动力无人机在飞行过程中的负荷系数，取值为0.65，δ表示所述混合动力无人机的飞行效率，取值为(0.65，0.95)，Z表示所述增程器的耗油率，F表示所述混合动力无人机的平均飞行阻力，s表示所述混合动力无人机的在所述预设时间内的飞行长度，t表示所述预设时间，Q₁表示所述增程器的标准每小时耗油量，Q₂表示所述增程器的实际每小时耗油量；

第二计算单元，用于根据所述增程器的状态，计算所述增程器的稳定值；其计算公式如下：

其中，p表示所述增程器的稳定值，τ表示所述增程器的飞行波动系数，取值为(0.03，0.36)，σ表示所述增程器的温度变化系数，取值为(0.4，0.8)。

在该实施例中，所述飞行参数包括飞行长度、平均飞行阻力、飞行效率，所述动力参数包括负荷系数(输出功率与输出功率之比)、标准每小时耗油量。

在该实施例中，在计算所述混合动力无人机的耗油量是，加入所述增程器的标准每小时耗油量和实际每小时耗油量的比值，可以比秒增程器的耗油量的不准确，导致对无人机耗油量的偏差。

在该实施例中，对于

例如，Z＝1kg/(daN·h)，其中1daN＝0.735kw，F＝1000N，s＝10km，t＝0.5h，δ＝0.75，Q₁＝3.6kg/h，Q₂＝4kg/h，得到Q＝1173kg。

在该实施例中，所述增程器的温度变化系数越小，表明所述增程器的温度越稳定。

在该实施例中，对于

例如τ＝0.25，σ＝0.5，则p＝1.04。

上述设计方案的有益效果是：通过计算预测在点火参数和喷油参数下的耗油量以及所述增程器的稳定性，如不达标，及时惊醒调整，保证了混合动力无人机的耗油量与稳定性能。

实施例10

基于实施例2的基础上，本发明实施例提供一种混合动力无人机增程器控制系统，所述调整模块包括：

判断单元，用于确定所述耗油量与稳定性是否满足预设要求；

调整单元，用于当所述耗油量不满足预设要求时，获取耗油超标值，并调取与所述耗油超标值对应的调整方案，对所述燃油供给参数中的燃油供给量进行调整；

所述调整单元，还用于当所述稳定性不满足预设要求时，对所述点火参数中的点火角度进行优化；

所述调整单元，还用于当所述耗油量与稳定性均不满足预设要求时，对所述燃油供给参数中的燃油供给量进行调整和对所述点火参数中的点火角度进行优化。

上述设计方案的有益效果是：通过预测模块预测的耗油量与稳定性，当其不满足要求时，及时对所述燃油供给参数和点火参数口模型调整，使得在实际操作中，保证混合动力无人机的耗油量与稳定性能。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据混合动力无人机的状态，确定增程器的燃油供给参数和点火参数；

控制模块，用于根据所述燃油供给参数控制所述增程器进行喷油操作，和根据所述点火参数控制所述增程器进行点火操作；

所述控制模块包括：喷油控制子模块，用于控制所述喷油操作，包括：

第一获取单元，用于接收并对所述燃油供给参数进行解析，得到燃油供给量、燃油供给速度；

第一确定单元，用于根据所述燃油供给量、燃油供给速度确定喷油压差值、喷油时间；

第一控制单元，用于根据所述喷油压差值、喷油时间进行喷油操作；

第一确定单元包括：

建立子单元，用于获取所述增程器的油箱参数，并根据所述油箱参数建立油箱模型；

模拟子单元，用于利用所述燃油供给速度在所述油箱模型上进行数值模拟，确定在所述油箱模型中底层压力波动范围和上层压力波动范围；

分析子单元，用于基于所述底层压力波动范围和上层压力波动范围，建立多个压力组合，并计算在每个压力组合下的工作指标，并根据所述工作指标确定对应压力组合的能量消耗值；

选择子单元，用于选取能量消耗值最小的对应的压力组合，并根据对应的压力组合先获取喷油压差值；

计算子单元，用于根据所述喷油压差值与喷油横截面积，计算在所述燃油供给量下的第一喷油时间；

调整子单元，用于根据获取所述增程器的历史喷油参数，确定在历史目标喷油量与历史实际喷油量的多组参数，并对所述多组参数进行拟合得到目标与实际的函数关系，并利用所述函数关系确定在所述第一喷油时间下的实际喷油量；

所述调整子单元，还用于根据所述函数关系以及实际喷油量，对所述第一喷油时间进行调整，得到第二喷油时间，即为最终的喷油时间。

2.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，还包括：

预测模块，用于预测在所述喷油操作和点火操作的操作下所述混合动力无人机的耗油量与增程器的稳定性能；

调整模块，用于在所述耗油量与稳定性能不达标的情况下，对所述燃油供给参数和点火参数进行调整。

3.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，所述喷油操作和点火操作是同时进行的。

4.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，所述确定模块包括：

监测子模块，用于监测所述混合动力无人机的飞行功率值和电池电压值；

设定子模块，用于根据所述飞行功率值和电池电压值，设定所述增程器的输出功率值，具体为：

当所述飞行功率值大于或等于预设功率值时，确定所述增程器的输出功率值为第一功率值；

当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值小于预设电池电压值时，设定所述增程器的输出功率值为第二功率值；

当所述飞行功率值小于预设功率值且所述电池电压值等于预设电池电压值时，设定所述增程器的输出功率值为第三功率值；

确定子模块，用于根据所述增程器的输出功率值，确定所述增程器的燃油供给参数和点火参数。

5.根据权利要求4所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，所述确定子模块包括：

第二获取单元，用于根据所述增程器的输出功率值确定所述增程器的转速，并获取所述增程器在所述转速下的进口温度和出口温度；

修正单元，用于获取所述出口温度和进口温度的差值，若所述差值小于预设差值范围，按照预设油气比确定燃油供给量，若所述差值在预设差值范围内，按照第一修正系数对所述预设油气比进行修正，并按照修正后的油气比确定燃油供给量，若所述差值大于所述差值预设范围，按照第二修正系数对所述预设油气比进行修正，并按照修正后的油气比确定燃油供给量；

第二确定单元，用于根据所述增程器的转速，确定耗油量，并根据所述燃油供给量确定燃油供给速度；

设定单元，用于根据所述增程器的转速、燃油供给量、燃油供给速度对点火速度、点火角度进行约束，得到约束条件，并根据所述约束条件设定点火参数集合；

分析单元，用于基于所述点火参数集合，分析所述增程器受单个点火参数变化的影响，并从所述点火参数集合中选取出单个最优的点火参数，并组成最优点火参数组合；

优化单元，用于将所述点火参数组合输入预先设置好的参数优化模型中，对所述点火参数组合进行优化，得到最终的点火参数。

6.根据权利要求1所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，所述控制模块包括：点火控制子模块，用于控制所述点火操作，包括：

第三获取单元，用于接收并对所述点火参数进行解析，得到点火角度、点火速度和点火半径；

生成单元，用于获取所述增程器的第一角度，获取所述第一角度与点火角度的差值，并根据所述差值确定调节角度，且生成调整指令；

其中，所述调整指令的生成方法如下：

对所述调节角度进行分割，得到n个子调整角度，并在所述生成单元下，生成与所述n个子调整角度对应的n个控制点，并确定在所述n个控制点下对应的理论角度，根据所述理论角度对所述n个控制点进行编码，得到n个控制指令，所述n个控制指令组成调整指令；

执行单元，用于根据所述调整指令，对所述增程器的点火角度进行调节，并执行每一个控制点后，将获取执行得到的实际角度与对应的理论角度之间的角度偏差；

校正单元，用于判断所述角度偏差的大小，若所述角度偏差大于零，判断所述角度偏差是否大于第一预设偏差；

若是，基于所述角度偏差，对当前实际角度进行反方向校正；

否则，基于所述角度偏差，对下一次执行的理论角度进行校正，生成新的控制指令；

若所述角度偏差小于零，判断所述角度偏差是否大于第二预设偏差；

若是，基于所述角度偏差，对当前实际角度进行正方向校正；

否则，基于所述角度偏差，对下一次执行的理论角度进行校正，生成新的控制指令；

第二控制控制单元，用于在确定所述点火角度后，基于所述点火速度、点火半径，控制所述增程器进行点火操作。

7.根据权利要求2所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，所述预测模块包括：

模拟单元，用于根据所述混合动力无人机的状态，以及在所述喷油操作和点火操作的操作下，确定在预设时间内所述混合动力无人机飞行过程；

监测单元，用于监测所述混合动力无人机飞行过程，确定在所述混合动力无人机的飞行参数和增程器的动力参数；

第一计算单元，用于根据所述飞行参数和动力参数，计算所述混合动力无人机的耗油量；

第二计算单元，用于根据所述增程器的状态，计算所述增程器的稳定值。

8.根据权利要求2所述的一种混合动力无人机增程器控制系统，其特征在于，所述调整模块包括：

判断单元，用于确定所述耗油量与稳定性是否满足预设要求；

调整单元，用于当所述耗油量不满足预设要求时，获取耗油超标值，并调取与所述耗油超标值对应的调整方案，对所述燃油供给参数中的燃油供给量进行调整；

所述调整单元，还用于当所述稳定性不满足预设要求时，对所述点火参数中的点火角度进行优化；

所述调整单元，还用于当所述耗油量与稳定性均不满足预设要求时，对所述燃油供给参数中的燃油供给量进行调整和对所述点火参数中的点火角度进行优化。

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