电动多旋翼无人机设计自动化与优化方法
系统与控制
2019-08-20 v1 系统与控制
摘要
传统的多旋翼设计方法通常需要漫长的迭代过程，以基于给定性能需求寻找最优设计。该方法不经济且低效。本文提出一种实用方法，根据给定设计要求（包括飞行时间、高度、载荷能力和机动性）自动计算最优多旋翼设计。所提方法包含两种算法：离线算法与在线算法。离线算法为每个电机寻找最优部件（螺旋桨与电子调速器）以建立其部件组合，随后将这些部件组合及其关键性能参数存储于组合数据库中。在线算法通过搜索数据库中的部件组合并为电池与机架计算最优参数，获得满足给定要求的多旋翼设计方案。随后，这些满足要求的多旋翼设计方案依据包含尺寸、重量、性能与实用性等评价指标的目标函数进行排序。所提方法具有高精度与快计算速度的优势，因为参数标定与耗时计算均在离线完成。实验验证了所提方法的有效性与实用性。与暴力搜索法及其他设计方法的比较证明了所提方法的效率。
引用
@article{arxiv.1908.06301,
title = {Design Automation and Optimization Methodology for Electric Multicopter UAVs},
author = {Xunhua Dai and Quan Quan and Kai-Yuan Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.06301},
year = {2019}
}