| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 图表目录 | 第13-18页 |
| 第1章 绪论 | 第18-40页 |
| 1.1 研究背景 | 第18-20页 |
| 1.2 相关领域研究状况 | 第20-36页 |
| 1.2.1 小型电动无人机技术 | 第20-21页 |
| 1.2.2 太阳能无人机技术 | 第21-27页 |
| 1.2.3 燃料电池无人机技术 | 第27-29页 |
| 1.2.4 混合动力技术 | 第29-31页 |
| 1.2.5 多学科设计优化技术 | 第31-36页 |
| 1.3 论文研究内容 | 第36-38页 |
| 1.4 论文主要成果与创新点 | 第38-40页 |
| 第2章 混合动力无人机典型任务剖面及环境模型建模 | 第40-61页 |
| 2.1 引言 | 第40页 |
| 2.2 无人机典型任务剖面分析与建模 | 第40-46页 |
| 2.2.1 无人机飞行阶段 | 第40-42页 |
| 2.2.2 无人机典型任务航线 | 第42-43页 |
| 2.2.3 混合动力无人机任务剖面设计实例 | 第43-46页 |
| 2.3 混合动力无人机飞行环境建模 | 第46-59页 |
| 2.3.1 无人机系统组成 | 第46-47页 |
| 2.3.2 无人机各子系统与环境变量的相关性 | 第47-48页 |
| 2.3.3 大气环境模型 | 第48-52页 |
| 2.3.4 太阳光照模型 | 第52-59页 |
| 2.4 小结 | 第59-61页 |
| 第3章 混合动力无人机分系统建模 | 第61-89页 |
| 3.1 引言 | 第61页 |
| 3.2 重量学科建模 | 第61-69页 |
| 3.2.1 机体结构重量估算 | 第61-66页 |
| 3.2.2 电源系统重量估算 | 第66-69页 |
| 3.2.3 动力系统重量估算 | 第69页 |
| 3.3 太阳能电池系统建模 | 第69-77页 |
| 3.3.1 太阳能电池简介 | 第69-73页 |
| 3.3.2 太阳能电池模型 | 第73-74页 |
| 3.3.3 太阳能电池阵列模型 | 第74-76页 |
| 3.3.4 实验验证 | 第76-77页 |
| 3.4 燃料电池系统建模 | 第77-82页 |
| 3.4.1 燃料电池原理 | 第77-78页 |
| 3.4.2 混合动力无人机采用的燃料电池 | 第78-81页 |
| 3.4.3 基于实验的燃料电池功率模型 | 第81-82页 |
| 3.5 锂电池系统建模 | 第82-88页 |
| 3.5.1 锂电池等效电路模型 | 第82-84页 |
| 3.5.2 锂电池 Thevenin 模型及 SOC 估算 | 第84页 |
| 3.5.3 锂电池模型仿真与实验验证 | 第84-88页 |
| 3.6 小结 | 第88-89页 |
| 第4章 能量控制方法及能源系统设计 | 第89-111页 |
| 4.1 引言 | 第89页 |
| 4.2 能源分配与控制方法研究 | 第89-102页 |
| 4.2.1 状态机控制策略 | 第91-93页 |
| 4.2.2 功率跟随控制策略 | 第93-102页 |
| 4.3 混合动力系统结构设计 | 第102-105页 |
| 4.3.1 状态机策略混合动力系统结构设计 | 第102-103页 |
| 4.3.2 功率跟随策略混合动力系统结构设计 | 第103-105页 |
| 4.4 状态机能源管理策略仿真 | 第105-108页 |
| 4.4.1 控制系统设计的可行性 | 第106-107页 |
| 4.4.2 能量控制器的工作状态 | 第107页 |
| 4.4.3 混合动力无人机的飞行时间 | 第107-108页 |
| 4.4.4 采用混合动力的优势 | 第108页 |
| 4.5 功率跟随控制策略仿真 | 第108-110页 |
| 4.6 小结 | 第110-111页 |
| 第5章 混合动力无人机方案设计与多学科设计优化 | 第111-136页 |
| 5.1 引言 | 第111页 |
| 5.2 太阳能无人机概念设计流程 | 第111-118页 |
| 5.2.1 重量平衡分析 | 第112页 |
| 5.2.2 能量平衡分析 | 第112-118页 |
| 5.3 混合动力无人机重量/能量耦合分析方法 | 第118-120页 |
| 5.3.1 重量平衡分析 | 第118页 |
| 5.3.2 能量平衡分析 | 第118-120页 |
| 5.4 混合动力无人机重量/能量耦合分析流程 | 第120-121页 |
| 5.5 两种分析方法的比较 | 第121-122页 |
| 5.6 混合动力无人机方案优化策略研究 | 第122-129页 |
| 5.6.1 多目标优化方法概述 | 第122-126页 |
| 5.6.2 代理模型技术 | 第126-128页 |
| 5.6.3 基于物理规划与代理模型的多目标优化策略 | 第128-129页 |
| 5.7 混合动力无人机优化设计 | 第129-135页 |
| 5.7.1 优化问题描述 | 第129-133页 |
| 5.7.2 结果与分析 | 第133-135页 |
| 5.8 小结 | 第135-136页 |
| 第6章 无人机动力系统地面试验 | 第136-157页 |
| 6.1 引言 | 第136-137页 |
| 6.2 MPPT 控制器及混合动力能源控制器研制 | 第137-140页 |
| 6.2.1 MPPT 技术及 MPPT 控制器研制 | 第137-138页 |
| 6.2.2 控制器开发 | 第138-140页 |
| 6.3 太阳能电池及 MPPT 系统地面试验 | 第140-143页 |
| 6.3.1 太阳能电池组件性能测试 | 第140-141页 |
| 6.3.2 MPPT 性能验证性试验 | 第141-143页 |
| 6.4 燃料电池及动力电机特性地面试验 | 第143-149页 |
| 6.4.1 燃料电池系统性能测试 | 第143-144页 |
| 6.4.2 燃料电池驱动电动机运行验证试验 | 第144-149页 |
| 6.5 混合动力系统能量控制器地面试验 | 第149-156页 |
| 6.5.1 能量控制器的电源切换功能验证试验 | 第149-150页 |
| 6.5.2 混合动力系统地面联调试验 | 第150-156页 |
| 6.6 小结 | 第156-157页 |
| 结论 | 第157-159页 |
| 参考文献 | 第159-169页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第169-170页 |
| 致谢 | 第170-171页 |
| 作者简介 | 第171页 |
