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增程式混合动力系统仿真与试验研究
| 论文题名： | 增程式混合动力系统仿真与试验研究 |
| 关键词： | 飞行汽车;串联混合动力;Simulink仿真;控制策略;结构设计 |
| 摘要： | 为了解决城市交通拥堵问题，飞行汽车是一种新型解决方案。欧美国家对于飞行汽车的研究起步较早，已经初步实现产品化。国内关于飞行汽车的研究起步较晚，并且大多数停留在小型旋翼机阶段。飞行汽车相关技术研发中的一个重要技术分支是动力推进问题。本文基于小型多旋翼飞行器平台展开相关研究，参考汽车工业领域的动力装置发展路径，可将重油混合动力技术应用于飞行器的研发当中，解决现有飞行汽车遇到的技术难题。同时由于重油混合动力技术门槛较高，相关的文献对此鲜有介绍，可以弥补研究空白。 首先，本文从动力系统架构开始，采用串联式架构作为动力装置的设计方案，在串联式架构基础上设计了动力系统模型，并对油电混合动力系统动力源以及各个部件进行选型分析。 其次，依据所设计的混合动力系统对飞行器进行结构设计，并使用Solidworks三维建模软件建立了油电混合动力多旋翼飞行器的三维模型。基于Solidworks的惯量矩阵参数分析得到飞行器的主要参数，使用Simulink软件对混合动力多旋翼无人机进行动力学建模与仿真,得到多旋翼飞行器飞行过程中的需求功率变化曲线。 再次，采用试验数据建模的方法在Simulink中完成了对发动机、冷却风扇的建模；为了反映发电机的电气特性，采用机理建模法来建模得到发电机模型，同时也分析了发电机等效电路模型和发电机等效输出特性；提出了相应的能量管理控制策略，在Simulink软件中建立油电混合动力系统仿真模型进行仿真计算，经过分析和研究后得出相应结论。 最后，为了验证供电耦合控制方式，进行测控系统软硬件设计，搭建了基于电机试验台的混合动力装置耦合控制测控台架，并且在地面上进行混合动力系统动态响应测试和户外飞行测试，结果表明飞行效果良好。 |
| 作者： | 丁鑫权 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 沈峘 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京航空航天大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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