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公开(公告)号：CN115042980B
公开(公告)日：2024-08-20
申请号：CN202210587644.X
申请日：2022-05-26
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种太阳能/氢能/储能电池混合动力无人机，属于航空工程领域。本发明包括分布式太阳能机翼、短舱机身、动力系统、尾翼。本发明利用太阳能电池白天无限发电，氢燃料电池比能量高和储能电池比功率大的三种能源各自优势，充分发挥多种能源的优势，实现电动无人机的绿色、长航时飞行优势。本发明采用一个机翼中段和两个机翼外段的分布式布局，中段和外段机翼的上表面分别铺设结构太阳能电池组件，太阳能电池组件兼具蒙皮结构和发电双重功能；具有空气流道的开孔短舱机身；采用尾翼、机翼到动力系统整体贯穿式布局；尾翼和动力系统共用连接管，利用尾翼、连接杆和机翼形成盒式结构，不仅能够减少结构质量，同时增加结构强度。
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公开(公告)号：CN115202377B
公开(公告)日：2023-06-09
申请号：CN202210662866.3
申请日：2022-06-13
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本申请提供了一种模糊自适应NMPC轨迹跟踪控制和能源管理方法，提出了一种双层模糊自适应NMPC协调控制架构，为了最大化利用太阳能，以剩余需求功率为分离点，将轨迹跟踪控制和能源管理解耦为上层模糊自适应NMPC(H‑FNMPC)和下层模糊自适应NMPC(L‑FNMPC)；H‑FNMPC进行太阳能最大效益的轨迹跟踪控制,L‑FNMPC进行等效氢耗最小的能源系统功率分配；从而实现混合电动无人机的能源管理。
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公开(公告)号：CN116126011A
公开(公告)日：2023-05-16
申请号：CN202211524903.0
申请日：2022-11-30
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明公开的基于模糊神经网络序列凸优化的电动无人机轨迹优化方法，属于无人机领域。本发明实现方法为：在无人机质点动力学方程上引入剩余能量方程，构建混合能源系统状态方程，在信赖域范围内对状态方程和避障约束进行凸化，构建混合电动无人机飞行轨迹问题凸优化模型；针对信赖域大小调整问题，依据约束违背度和目标函数增量设计模糊神经网络，通过模糊神经网络实现对信赖域的自适应调整，提高序列凸优化方法的最优性，加快序列凸优化方法的收敛速度；通过凸优化方法进行迭代求解，获得混合电动无人机的低能量消耗飞行轨迹。无人机按照优化得到的轨迹飞行能够最大化利用太阳能电池，降低混合能源系统能量消耗，增加无人机的飞行航时。
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公开(公告)号：CN112977097A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110314900.3
申请日：2021-03-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种柔性智能体、太阳能无人机分布式混合能源系统；柔性智能体是分布式混合能源系统的核心模块，由发电模块，储能模块封装组成，发电模块主要通过柔性MPPT控制器输出柔性光伏组件的峰值功率，储能模块在BMS的监控及管理下实现锂电池的能量输出和存储。BMS控制器通过I2C总线将数据传输给柔性MPPT控制器，实现主动能源管理策略的顶层能源控制器与柔性MPPT控制器之间通过CAN总线进行通信。利用电容暂态快速响应的优势弥补锂电池慢响应的不足，有利于缓解锂电池的应力，维持母线电压稳定。本发明旨在提供一种柔性智能体、太阳能无人机分布式混合能源系统，提高相关产品的性能。
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公开(公告)号：CN103676944B
公开(公告)日：2016-11-23
申请号：CN201310676886.7
申请日：2013-12-11
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/00
Abstract: 本发明涉及一种基于Dubins路径和稀疏A*搜索的无人机航迹规划方法（简称Dubins‑SAS航迹规划方法），属于航迹自主规划技术领域。本方法将Dubins路径与稀疏A*搜索算法相结合，采用Dubins路径长度作为稀疏A*搜索算法的启发函数，并利用该启发函数搜索空间中的节点，实现无人机的航迹规划。本发明能够更加准确的估计节点间的距离，提高了启发函数（也称为估计代价）的准确性，可以减少完成路径搜索所需扩展的节点数，进而减少航迹规划规划的耗时，提高了无人机航迹规划的效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115158674B
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202210829146.1
申请日：2022-06-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种考虑储氢装置布局的支撑翼新能源无人机，属于航空工程领域。本发明包括主翼、支撑翼、储氢装置、机舱、双发动力系统、尾翼。本发明综合太阳能电池、氢燃料电池能量密度高、锂电池比功率大的优点，实现电动无人机无污染、零排放、长航时飞行的优点。机翼采用支撑翼构型，并将储氢装置与无人机机翼及支撑翼连接的布局，能够提高无人机机翼结构刚度，防止柔性机翼结构带来的不良气动影响，增大整机气动效率；降低机翼根部的结构强度需求，便于无人机机翼主梁优化；通过提升无人机展弦比增大无人机的气动效率。本发明采用双发式动力系统布局，通过降低整机电流的方式降低动力系统铜耗，提高能源及动力系统效率。
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公开(公告)号：CN117034650A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202311084118.2
申请日：2023-08-25
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06N3/126 , G06F30/15 , G06F111/04 , G06F111/06
Abstract: 本发明涉及一种小型电动多模式飞行器的电推进系统参数优化匹配方法，属于飞行器技术领域。本发明根据任务剖面和任务需求，对多模式中任务工况进行目标函数和约束条件筛选，降低参数匹配的复杂性，建立多目标效率优化模型来描述多模式电推进系统的参数匹配问题，通过物理规划方法将多目标优化模型转化为设计目标的偏好函数优化问题，降低权重选取难度和计算耗时，将指数光滑惩罚函数对模型中等式约束和传统罚函数对不等式约束转化为无约束优化问题，通过遗传算法对模型进行求解、迭代以及寻优，得到任务需求下最优的多模式电推进系统参数。采用理论功耗分析和实验两种方法验证参数匹配结果的可行性，以获得最优匹配的电推进系统。
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公开(公告)号：CN115617078A
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202211588708.4
申请日：2022-12-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明涉及一种基于膨化障碍的无人机三维航迹快速规划方法，属于航迹自主规划技术领域。基于确定性规则建立根据任务区域内障碍物的膨化障碍，提出无需进行碰撞检测的改进3D‑A*算法，将碰撞检测环节转化进入启发式代价函数计算环节，在实现无人机安全避障的三维航迹规划的同时，进一步提高航迹规划效率，使本发明能够在线应用，本发明还具有生成航迹可靠和操作简单的优点。本发明能够在航迹规划工程应用中广泛应用于无人机的三维安全避障航迹规划。
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公开(公告)号：CN115542771A
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202211180863.2
申请日：2022-09-27
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B17/02 , H01M8/04 , H01M8/04298 , H01M8/0432 , H01M8/04537 , H01M8/04992
Abstract: 本申请提供了一种氢燃料电池快速控制设计试验平台及搭建方法，其设计要点在于，包括：实时仿真系统，状态信息采集系统，附件驱动系统；所述状态信息采集系统的输出端与所述实时仿真系统的输入端电信连接；所述实时仿真系统的输出端与附件驱动系统的输入端电信连接；所述状态信息采集系统用于监测燃料电池的状态；所述实时仿真系统用于根据所述状态信息采集系统传递的状态信息，给附件驱动系统发出控制指令。采用本申请的氢燃料电池快速控制设计试验平台及搭建方法，能够有效的完成相关测试。
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公开(公告)号：CN115042980A
公开(公告)日：2022-09-13
申请号：CN202210587644.X
申请日：2022-05-26
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种太阳能/氢能/储能电池混合动力无人机，属于航空工程领域。本发明包括分布式太阳能机翼、短舱机身、动力系统、尾翼。本发明利用太阳能电池白天无限发电，氢燃料电池比能量高和储能电池比功率大的三种能源各自优势，充分发挥多种能源的优势，实现电动无人机的绿色、长航时飞行优势。本发明采用一个机翼中段和两个机翼外段的分布式布局，中段和外段机翼的上表面分别铺设结构太阳能电池组件，太阳能电池组件兼具蒙皮结构和发电双重功能；具有空气流道的开孔短舱机身；采用尾翼、机翼到动力系统整体贯穿式布局；尾翼和动力系统共用连接管，利用尾翼、连接杆和机翼形成盒式结构，不仅能够减少结构质量，同时增加结构强度。
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