很多事情 从你决定开始的一瞬间起
最困难的时刻已经过去了
----题记
如何估算一架多旋翼飞行器的各项性能指标?
总体描述
动力系统建模分为四部分:螺旋桨建模、电机建模、电调建模、电池建模。模型所有输入,如表中所示。为了简化本节课讲解,螺旋桨参数可以归为为拉力系数和转矩系数。
求解悬停时间的总体思路
• 螺旋桨模型:
拉力和转矩
• 电机模型
• 电调模型
• 电池模型
螺旋桨模型
即拉力和转矩模型
(1)拉力模型
拉力(N)
其中为螺旋桨拉力系数
为空气密度,受海拔和温度的影响
其中表示温度
,其中h表示海拔
(2)拉力逆模型
输入是拉力,输出是转速
,其中表示单个螺旋桨拉力,G表示飞机重量,n_r螺旋桨个数
N表示转速
(3)转矩模型
螺旋桨转矩系数
得到:
电机模型
这里假设采用方波驱动
方波驱动—梯形波反电势与方波电流
(1)电磁转矩
问题2. 给定总重量G,电调输入油门指令
问题3. 给定总重量G, 电调输入油门指令,求解飞行器的最大载重和最大倾斜角。
问题4:给定总重量,求解飞行器的最大飞行速度,最远飞行距离以及综合飞行时间(指飞行器飞行距离达到最远时的飞行时间)。
(1)飞行器前飞速度
(1)飞行器前飞距离
约束问题
约束1:电调输入油门在[0,1]之间;一般我们希望,合理的油门在50%左右,也就是说油门在中间的时候(上下控制余量都足够),恰好多旋翼能够悬停。
约束2:电机电枢电流不超限,否则电机会烧掉。
约束3:电调输入电流不超限,否则电调会烧掉。
约束4:电池输出电流不超限,否则发热损坏电池。
评估网站www.Flyeval.com
基于本讲的理论,我们建立了一个在线性能估算网站flyeval.com.用户在网站上输入机架布局参数、环境参数和动力系统参数后,可以方便地得到性能估算结果
除了性能估算的功能,该网站还提供辅助设计功能。用户简单地输入多旋翼需要达到的飞行性能指标,网站自动推荐最优的多旋翼配置方案。
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