【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微型涡轮发电，尤其涉及适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统。
技术介绍
1、随着无人机和低空飞行器在物流、农业和勘测等领域的广泛应用，飞行器在不同高度和复杂环境中的持续供电需求变得至关重要，微型涡轮发电系统因其轻便、能量密度高、适应性强，成为飞行器常用的电力供应设备，然而，飞行器的工作环境复杂多变，温度、振动、负载和飞行高度的变化都会影响涡轮发电系统的运行效率与稳定性，因此，设计一种能够适应不同飞行高度，并能动态调节功率输出的智能微型涡轮发电控制系统，对于提高飞行器的能源利用效率和任务可靠性具有重要意义。
2、现有的涡轮发电系统通常依赖于固定的功率输出模式，缺乏对飞行过程中多种外部环境参数的实时监测与动态调整能力，振动、高温、负载波动等因素常常导致系统运行不稳定，进而缩短设备的使用寿命，此外，现有技术中的电能分配模块大多以固定策略为主，难以根据任务需求和设备优先级进行动态调控，导致在任务执行过程中出现电能浪费或关键设备电能供应不足的现象，这些技术瓶颈限制了涡轮发电系统在复杂飞行环境中的广泛应用。
3、本专利技术旨在提供一种适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，确保发电系统在高振动、温度波动和负载变化等复杂环境下保持高效、稳定运行，同时，依据设备优先级和任务需求优化电能分配，从而提升系统的适应性、可靠性和能源利用效率。
技术实现思路
1、本专利技术提供了适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统。
2、适应不同飞行高度的智
3、所述飞行环境监测模块实时监测飞行器的飞行状态，包括飞行器的使用时间、环境温度、负载变化、飞行高度以及飞行速度；
4、所述振动补偿与稳定性增强模块实时监测飞行器的振动频率和振动强度，检测飞行器在飞行过程中产生的振动情况，并通过振动补偿算法自动调整发电机的工作状态；
5、所述老化与发电效率衰减补偿模块基于监测到的飞行器的使用时间、温度、负载变化，预测涡轮发电系统的老化状态，并通过老化补偿算法动态调整发电功率输出，以补偿因老化引起的效率衰减，具体包括：
6、使用时间监测与老化评估：实时监测涡轮发电系统的累计使用时间，并结合预期使用周期，评估涡轮发电系统的老化程度；
7、温度监测与热衰减补偿：通过实时监测涡轮发电系统的工作温度，评估因高温工作导致的热衰减效应，结合涡轮发电系统老化程度的评估结果，动态调整发电机的工作参数；
8、负载变化监测与负载调整：监测涡轮发电系统的负载变化，分析负载对涡轮发电系统老化的影响，并在基于温度监测与热衰减补偿调整后的输出功率的基础上，进一步调整涡轮发电系统的输出功率；
9、所述电能管理模块基于调整后的发电机的工作状态以及发电功率输出，根据设备优先级和任务需求，实时调整电能分配方案。
10、可选的，所述飞行环境监测模块包括：
11、使用时间记录：通过计时单元记录飞行器和涡轮发电系统的累计使用时间；
12、温度监测：通过温度传感器实时监测环境温度以及涡轮发电系统的工作温度；
13、负载监测：通过功率传感器监控涡轮发电系统的负载变化，捕捉飞行过程中负载波动情况；
14、飞行高度监测：通过gps单元实时监测飞行器的飞行高度，捕捉飞行器在不同高度下的状态变化；
15、飞行速度监测：通过惯性导航系统实时获取飞行器的飞行速度数据。
16、可选的，所述振动补偿与稳定性增强模块包括：
17、振动检测与分析：通过加速度传感器实时监测飞行器的振动频率和振动强度，捕捉飞行过程中产生的振动数据；
18、振动预测：基于捕捉到的振动数据，结合当前飞行状态，通过飞行器振动预测模型预测未来的振动趋势；
19、实时振动补偿：基于预测的振动趋势，实时调整涡轮发电机的转速和发电功率。
20、可选的，所述振动检测与分析包括：
21、振动频率计算：对采集到的加速度信号进行快速傅里叶变换（fft），将时域信号转换为频域信号，提取振动频率成分；
22、振动强度计算：根据加速度信号的均方根值（rms）来计算振动强度。
23、可选的，所述飞行器振动预测模型采用高斯过程回归模型，所述高斯过程回归模型包括：
24、定义输入特征向量：输入特征向量包含飞行器当前的振动频率、振动强度、飞行高度和飞行速度；
25、核函数定义：通过高斯核（rbf核）和周期核结合，以捕捉振动数据中的不同特征；
26、计算先验分布：通过定义的核函数计算先验分布；
27、预测分布的计算：给定测试数据点，预测先验分布的均值和方差；
28、振动趋势预测输出：最终的预测结果是一个正态分布，均值表示预测的振动趋势，方差表示预测不确定性。
29、可选的，所述实时振动补偿包括：
30、振动趋势预测：通过高斯过程回归模型预测未来的振动趋势，输出预测的振动频率和振动强度；
31、补偿策略生成：根据预测的振动频率和振动强度，调整发电机的转速和发电功率。
32、可选的，所述使用时间监测与老化评估包括：
33、累计使用时间监测：通过内置的计时器实时记录涡轮发电系统的运行时间，每次运行时，计时器自动累计使用时长；
34、老化指数计算：结合预期使用周期，通过老化指数评估涡轮发电系统的老化程度；
35、老化评估：当老化指数超过预设的老化阈值时，进入衰减阶段，表示涡轮发电系统接近使用期限，需要进行功率补偿或维护措施。
36、可选的，所述温度监测与热衰减补偿包括：
37、温度监测：通过温度传感器实时采集涡轮发电系统的工作温度；
38、热衰减效应评估：当高于涡轮发电系统的最优工作温度时，出现热衰减效应；
39、结合老化评估结果调整工作参数：结合涡轮发电系统的老化指数，动态调整发电机的输出功率。
40、可选的，所述负载变化监测与负载调整包括：
41、负载变化监测：通过功率传感器实时监测涡轮发电系统的当前负载；
42、负载与老化关系分析：根据负载变化，分析对涡轮发电系统老化的加剧作用，当负载超过额定负载时，涡轮发电系统老化加速；
43、动态调整输出功率：基于温度监测与热衰减补偿调整后的输出功率，根据负载变化和老化加速因子，进一步调整涡轮发电系统的输出功率。
44、可选的，所述电能管理模块包括：
45、设备优先级设定：根据设备的任务重要性和实时任务需求，设定各设备的优先级，其中表示不同设备，优先级由设备的重要性指数和当前任务需求共同决定；
46、电能分配计算：基于发电机的调整后功率输出，按照设备优先级分配本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，包括飞行环境监测模块、振动补偿与稳定性增强模块、老化与发电效率衰减补偿模块以及电能管理模块，其中；
2.根据权利要求1所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述飞行环境监测模块包括：
3.根据权利要求1所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述振动补偿与稳定性增强模块包括：
4.根据权利要求3所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述振动检测与分析包括：
5.根据权利要求4所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述飞行器振动预测模型采用高斯过程回归模型，所述高斯过程回归模型包括：
6.根据权利要求5所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述实时振动补偿包括：
7.根据权利要求6所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述使用时间监测与老化评估包括：
8.根据权利要求7所述的适应不同飞行高度的智能微型
9.根据权利要求8所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述负载变化监测与负载调整包括：
10.根据权利要求9所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述电能管理模块包括：
...【技术特征摘要】
1.适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，包括飞行环境监测模块、振动补偿与稳定性增强模块、老化与发电效率衰减补偿模块以及电能管理模块，其中；
2.根据权利要求1所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述飞行环境监测模块包括：
3.根据权利要求1所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述振动补偿与稳定性增强模块包括：
4.根据权利要求3所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述振动检测与分析包括：
5.根据权利要求4所述的适应不同飞行高度的智能微型涡轮发电控制系统，其特征在于，所述飞行器振动预测模型采用高斯过...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇翀，尹紫阳，王同玮，刘琴，向巴，朱泳健，杨群，李广通，
申请(专利权)人：泰州学院，
类型：发明
国别省市：
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