一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置，该方法为：对无人机系统动力电压进行实时监测采集，根据反馈电压的变化实时对发电机油门舵机进行控制；包括：通过手动模式调节发电机油门信号，建立反馈电压与发电机的油门变化的曲线样本，通过多组数据样本，自动生成调节参数；切换为自动模式后，根据采集到反馈电压与目标电压比较，自动加入参数调节，对发电机油门进行加油和减油，对动力系统电压的自动控制。该装置用来实施上述方法。本发明专利技术具有原理简单、易实现、电转换更加高效便捷、能满足长航时需要等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置
本专利技术主要涉及到无人机领域，特指一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置。
技术介绍
当前，无人机的续航能力已经成为无人机行业发展的瓶颈。如何破解这一难题，成为无人机行业应用普及推广关心的问题。目前无人机按动力主要分为电动无人机和油动无人机两种。电动无人机主要采用锂电池，油动无人机主要采用汽油。电动无人机系统稳定性强、可靠性高、场地适用能力强，但是续航能力弱；油动无人机可以提高续航能力，但可靠性差、场地适用能力也弱。有从业者提出了油电混合系统无人机，油电混合系统无人机的出现也已成为一种发展趋向，也是解决无长航人机长航时的一种高效办法。例如，公开号为CN105799941A的专利文献提出了一种适于无人机的小型油电混合动力系统及其控制方法，是一种通过发动机将燃料的化学能转化为动能；通过旋转电机将动能转化为电能过程。又例如，公开号为CN105711826A的专利文献，公开了一种串联式油电混合动力无人飞行器，包括多个电动机和多个旋桨,还包括燃油发动机、交流发电机、整流器、电池组、油门伺服、控制电路。上述现有专利文献都只是提出了油电混合动力系统和油电混合动力无人飞行器，对油电混合动力转换方法没有明确的方案。而在油电混合系统中如何实现油与电的高效转化，是实现无人机长航时的关键，目前并没有较好的解决办法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种原理简单、易实现、电转换更加高效便捷、能满足长航时需要的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，对无人机系统动力电压进行实时监测采集，根据反馈电压的变化实时对发电机油门舵机进行控制；包括：通过手动模式调节发电机油门信号，建立反馈电压与发电机的油门变化的曲线样本，通过多组数据样本，自动生成调节参数；切换为自动模式后，根据采集到反馈电压与目标电压比较，自动加入参数调节，对发电机油门进行加油和减油，对动力系统电压的自动控制。作为本专利技术方法的进一步改进：在上述过程中，通过采集遥控接收机的Sbus信号，获得多个通道信号，实现手、自动切换和参数设定；然后通过采集高精度电压形成反馈，设置相应的电压自动控制跟随控制器；通过控制ARM模拟的油门信号，自动调节发电机形成电压与发电机油门闭环控制；最终，通过实时监测设备电压状态反馈，并通过自动控制发电机的开关与调节发电功率。作为本专利技术方法的进一步改进：在采集遥控接收机的Sbus信号时，解析后生成多路数字信号，选用其中一路用作油门控制量，用来控制发电机的油门量，一路用作手/自动切换，实现手动控制发电机油门与自动控制发电机油门两种状态，另两路用作目标电压与参数的设定，支持远程遥控设置参数。作为本专利技术方法的进一步改进：对不同的发电机通过手动模式建立不同样本曲线。本专利技术进一步提供一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制装置，其包括：手/自动切换模块，利用遥控器的多信号通道与无线传输功能，无人机上采集接收机的数字遥控信号，解码输出多通道信号，选用其中一个通道作为手、自动切换，一个通道作为目标电压设置和参数修改；电压反馈与控制模块，利用电压传感器和AD数据采集传感器，用于监测机载设备电池当前电压，与上述设置目标电压比较。作为本专利技术装置的进一步改进：所述电压反馈与控制模块在自动模式下，通过根据当前电压与油门曲线的关系样本，设置相应的电压自动控制跟随控制器，通过对ARM模拟的油门信号进行控制，自动调节发电机，形成电压与发电机油门闭环控制。作为本专利技术装置的进一步改进：还包括显示与参数存储模块，显示分为当前电压和目标电压、参数显示。作为本专利技术装置的进一步改进：所述显示与参数存储模块选用四位数码管。作为本专利技术装置的进一步改进：所述显示与参数存储模块包括FLASH模块，自动模式下的曲线样本与手动模式下的参数设定，都存储到FLASH模块，上电后自动读出当前参数。作为本专利技术装置的进一步改进：所述手/自动切换模块中的数字遥控信号是指Futaba串行通信协议：Sbus协议，它与TTL串口电平相反，可解码成16通道的遥控信号。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置，能够完成无人机油电系统从油发电的高效转化，并实现电压跟随发电机自动控制。本专利技术是针对无人机长航时所设计的基于油电混合动力系统，动力自动转化方案，该装置硬件设计包括手/自动切换模块、电压反馈与控制模块、显示与参数存储模块，选用低功耗ARM处理器芯片，实现各个模块功能集成与自动控制。2、本专利技术的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置，通过采集遥控接收机的Sbus信号，获得多个通道信号，实现手、自动切换和参数设定；采集高精度电压反馈，设计相应的电压自动控制跟随控制器；通过控制ARM模拟的油门信号，自动调节发电机，形成电压与发电机油门闭环控制；并实现显示、参数设定、存储等功能。该方法在于实时监测设备电压状态反馈，并通过自动控制发电机的开关与调节发电功率，使设备电压时刻处于饱和状态，实现了无人机的长航时飞行。3、本专利技术的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法及控制装置，可以更方便的实现手自动切换模式，并实现了算法自动计算发电机油门与反馈电压的样条曲线参数，实时调节参数控制电压。附图说明图1是本专利技术控制装置的结构原理示意图。图2是本专利技术中拓扑结构面板示意图。图3是本专利技术在具体应用实例中电压反馈与控制模块的框架结构示意图。图4是本专利技术在具体应用实例中手/自动切换模块程序控制流程图。图5是本专利技术在具体应用实例中功能实现的流程示意图。具体实施方式以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术的一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，对无人机系统动力电压进行实时监测采集，根据反馈电压的变化实时对发电机油门舵机进行控制；包括：通过手动模式调节发电机油门信号，建立反馈电压与发电机的油门变化的曲线样本，通过多组数据样本，自动生成调节参数；切换为自动模式后，根据采集到反馈电压与目标电压比较，自动加入参数调节，可对发电机油门进行加油和减油，实现对动力系统电压的自动控制。也就是说，本专利技术通过采集遥控接收机的Sbus信号，获得多个通道信号，实现手、自动切换和参数设定；然后通过采集高精度电压形成反馈，设置相应的电压自动控制跟随控制器；通过控制ARM模拟的油门信号，自动调节发电机，形成电压与发电机油门闭环控制。最终，通过实时监测设备电压状态反馈，并通过自动控制发电机的开关与调节发电功率，使设备电压时刻处于饱和状态，实现了无人机的长航时飞行。本专利技术形成了一个系统级总体方法，实现并实现了手自动切换控制，自动记录油门曲线与反馈电压曲线的样条关系，自动调节电压控制。进一步，作为较佳的实施例，还可以进一步对不同的发电机可通过手动模式建立不同样本曲线。如图1、图2和图3所示，本专利技术的一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制装置，包括：手/自动切换模块：利用遥控器的多信号通道与无线传输功能，无人机上采集接收机的数字遥控信号，解码输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，其特征在于，对无人机系统动力电压进行实时监测采集，根据反馈电压的变化实时对发电机油门舵机进行控制；包括：通过手动模式调节发电机油门信号，建立反馈电压与发电机的油门变化的曲线样本，通过多组数据样本，自动生成调节参数；切换为自动模式后，根据采集到反馈电压与目标电压比较，自动加入参数调节，对发电机油门进行加油和减油，对动力系统电压的自动控制。

【技术特征摘要】
1.一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，其特征在于，对无人机系统动力电压进行实时监测采集，根据反馈电压的变化实时对发电机油门舵机进行控制；包括：通过手动模式调节发电机油门信号，建立反馈电压与发电机的油门变化的曲线样本，通过多组数据样本，自动生成调节参数；切换为自动模式后，根据采集到反馈电压与目标电压比较，自动加入参数调节，对发电机油门进行加油和减油，对动力系统电压的自动控制。2.根据权利要求1所述的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，其特征在于，在上述过程中，通过采集遥控接收机的Sbus信号，获得多个通道信号，实现手、自动切换和参数设定；然后通过采集高精度电压形成反馈，设置相应的电压自动控制跟随控制器；通过控制ARM模拟的油门信号，自动调节发电机形成电压与发电机油门闭环控制；最终，通过实时监测设备电压状态反馈，并通过自动控制发电机的开关与调节发电功率。3.根据权利要求2所述的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，其特征在于，在采集遥控接收机的Sbus信号时，解析后生成多路数字信号，选用其中一路用作油门控制量，用来控制发电机的油门量，一路用作手/自动切换，实现手动控制发电机油门与自动控制发电机油门两种状态，另两路用作目标电压与参数的设定，支持远程遥控设置参数。4.根据权利要求1或2或3所述的长航时无人机油电系统电压手自动切换控制方法，其特征在于，对不同的发电机通过手动模式建立不同样本曲线。5.一种长航时无人机油电系统电压手自动切换控制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张代智，袁启，
申请(专利权)人：长沙灵动航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43