基于模型的小型纯电动无人机锂电池状态估计方法

作者：汪秋婷; 戚伟; 肖铎

来源：科技通报, 2021, 37(08): 46-50.

DOI：10.13774/j.cnki.kjtb.2021.08.008

• 多旋翼无人机
• 锂电池状态估计
• 荷电状态
• 等效模型
• 反馈校正回路
• 贝叶斯估计

提出小型纯电动无人机(UAV)锂电池状态估计方法的模型建立、算法推导和实验验证,该方法基于电池简化模型,准确估计荷电状态(SOC)和放电终止时间(EOD),并预测无人机未来功率消耗。本文创新点包括:基于模型理论搭建预测体系结构,对锂聚合物电池进行建模;基于锂电池简化模型,引入人工进化算法获取电池负载、温度和SOC值之间的相关性;基于贝叶斯估计方法,设计外部反馈校正回路(OFCL),调整过程噪声方差值,减小估计偏差值,补偿动态系统初始值;利用电池模型参数和SOC估计值,建立无人机功率消耗模型。通过应用于四旋翼纯电动无人机实际工况表明,新方法估计精度高和鲁棒性好,能够实现无人机最佳目标任务规划和飞行计划。