油電混合動力無人機能量管理策略的對比仿真研究

胡春明，閆丁洋，劉 娜，宋璽娟

（1.天津大學 內燃機研究所，天津 300192；2.天津大學 機械工程學院，天津 300072）

0 概述

相比于以內燃機為動力源的傳統無人機，純電動無人機具有噪聲小、動力輸出響應快、系統運行可靠性高等諸多優點［1］，但動力電池在能量密度方面卻遠遠低于內燃機燃油［2］，從而制約了純電動無人機的續航里程。混合動力無人機可以有效彌補純電動無人機續航里程不足的問題，同時又兼具純電動無人機運行平穩、響應快速的優點，成為了無人機新的發展方向。

目前多動力源的混合動力無人機的研究已經取得了一些成果。文獻［3］中對燃料電池–蓄電池混合動力無人機進行研究，分析了基于規則、模糊邏輯、功率跟隨等控制策略；文獻［4–5］中分別為燃料電池–蓄電池組成的混合動力電推進系統設計了基于狀態機的電源管理系統和神經網絡控制結構；文獻［6–7］中分別采用最優曲線控制策略和功率跟隨控制策略控制混合動力系統中燃料電池與蓄電池的最優功率分配；文獻［8］中提出了一種適用于小型活塞航空發動機的混合動力系統，并且根據發動機的萬有特性和最佳油耗率曲線，設計了一種基于規則的邏輯門限值能量管理策略；文獻［9］中分析了油電混合動力無人機中的內燃機–蓄電池采用并聯式、串聯式結構，并提出了相應的狀態機和模糊規則的控制策略。

本文中研究的油電混合動力無人機采用串聯式結構，與串聯式混合動力汽車結構相近。……