[發明專利]系留無人機地面高壓電源補償系統

在審

• 申請號: 201910216152.8
• 申請日: 2019-03-21
• 公開（公告）號: CN109818357A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 顧偉峰;李文華;夏勁松;劉長明
• 申請（專利權）人: 蘇州全波通信技術股份有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;B64F3/02
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

本發明公開了一種系留無人機地面高壓電源補償系統，所述的地面端設有高壓AC/DC模塊、接口電路、MCU、RAM；高壓AC/DC模塊可通過其通信接口進行輸出電壓的調節；接口電路用于建立電源模塊通信接口和MCU的通信；MCU根據電源模塊的輸出電流數據讀取RAM中補償數據，通過接口對高壓AC/DC模塊進行輸出電壓進行實時配置，最終達到補償負載端電壓的功能。本發明采用地面電源的補償技術，實時根據高壓電源的輸出電流以及電纜內阻采用查表方式進行電源電壓的補償，從而達到無人機高空負載端基本穩定的電源供給，最大程度地保證系留無人機長時間的穩定飛行。

技術領域

本發明涉及系留多旋翼無人機以及智能控制領域，具體為一種能夠在適苛刻環境以及環境變化給多旋翼無人機帶來各種不確定飛行姿態條件下，穩定實現系留無人機的供電的方法。

背景技術

系留無人機是無人機發展史上的一個新的分支，其主要目的是采用地面電源通過電纜將電源源源不斷地提供給高空無人機，從而達到全天候24小時長時間滯留。

系留無人機由于增加了系留電纜，將會對無人機系統造成額外的影響。系留無人機采用高壓供電技術，然而幾百米的高壓電纜往往都只有幾千克。這么輕型的高壓電纜其內阻也相當大，一般都要十幾歐姆以上。多旋翼系留無人機在24小時全天候長時間工作中，由于環境的變化，會使得高壓電纜上的壓降對無人機的影響尤為明顯。最終會導致無人機在姿態調整過程中由于電源大幅度波動而產生極大的不穩定，更為嚴重的會直接導致抗風等級的下降或者墜機。

發明內容

1、發明目的。

本發明的目的是提供一種用于系留無人機的地面高壓電源補償系統，通過數字方式補償系留無人機電纜在供電過程中的壓降，從而達到無人機高空負載端基本穩定的電源供給。

本發明的另一個目的是采用地面端補償技術來減輕無人機重量，提高高空系留無人機的負荷能力。并且能夠適用于多數大功率數控AC/DC模塊。

2、本發明所采用的技術方案。

本發明提出的一種用于系留無人機的地面高壓電源補償系統所述的地面端設有高壓AC/DC模塊、接口電路、MCU、RAM；

高壓AC/DC模塊可通過其通信接口進行輸出電壓的調節；

接口電路用于建立電源模塊通信接口和MCU的通信；

MCU根據電源模塊的輸出電流數據讀取RAM中補償數據，通過接口對高壓AC/DC模塊進行輸出電壓進行實時配置，最終達到補償負載端電壓的功能。

更進一步，電源模塊通信接口包括RS232、RS485、CAN。

本發明提出一種系留無人機地面高壓電源補償方法，地面端設有高壓AC/DC模塊、接口電路、MCU、RAM；高壓AC/DC模塊可通過其通信接口進行輸出電壓的調節；接口電路用于建立電源模塊通信接口和MCU的通信；MCU根據電源模塊的輸出電流數據讀取RAM中補償數據，通過接口對高壓AC/DC模塊進行輸出電壓進行實時配置，最終達到補償負載端電壓的功能；將補償區域分為n段，每一段電壓補償值采用階梯狀，而每一段的取樣與補償時間設置為T；無人機最終補償后需要達到的負載端電壓VOUT＝VOUT-R±In*R；地面高壓AC/DC模塊的輸出電壓為V(AC/DC)＝Vn±In*R；其中系留無人機電纜長度為L米，其電阻為R，無人機的即時工作電流為I，VOUT是無人機最終補償后需要達到的負載端電壓，VOUT-R是未經過補償的無人機負載端的電源電壓；MCU在每次讀取到I1-In值后將進行N次反復平均，在確認大于或小于補償門限I1-In后系統還要進行一段時間T1的延時后再進行處理；補償門限采用開窗方式建立，即電流大于In后進行升壓以及電流小于In-1后進行降壓。

更進一步，每次開窗補償是連續遞增或遞減。

3、本發明所產生的技術效果。