無人機應急電源指無人機飛行中主電源發生故障時，為機載用電設備提供電能的供電電源。無人機應急電源由20節jie鎳nie鎘ge電dian池chi單dan元yuan組zu成cheng。現xian代dai戰zhan爭zheng對dui武wu器qi裝zhuang備bei的de要yao求qiu空kong前qian嚴yan酷ku，具ju體ti到dao無wu人ren機ji係xi統tong，則ze包bao括kuo了le大da力li縮suo短duan準zhun備bei時shi間jian，提ti高gao係xi統tong檢jian測ce精jing度du
，提ti高gao係xi統tong整zheng體ti可ke靠kao性xing，增zeng強qiang係xi統tong采cai集ji情qing報bao信xin息xi的de質zhi量liang等deng諸zhu多duo方fang麵mian。但dan是shi，目mu前qian無wu人ren機ji應ying急ji電dian源yuan大da都dou采cai用yong及ji時shi維wei護hu
，提ti前qian一yi天tian充chong電dian的de方fang法fa來lai保bao證zheng其qi戰zhan鬥dou力li，耗hao時shi長chang。另ling外wai，人ren工gong維wei護hu偶ou爾er造zao成cheng的de疏shu漏lou也ye不bu可ke避bi免mian
，這zhe些xie都dou是shi影ying響xiang戰zhan鬥dou力li發fa揮hui的de嚴yan重zhong隱yin患huan。

 

 

無wu人ren機ji應ying急ji電dian源yuan之zhi所suo以yi要yao提ti前qian一yi天tian采cai用yong小xiao電dian流liu充chong電dian是shi因yin為wei它ta的de充chong放fang電dian是shi一yi個ge複fu雜za的de電dian化hua學xue變bian化hua過guo程cheng，為wei了le保bao證zheng壽shou命ming，隻zhi能neng犧xi牲sheng充chong電dian的de速su度du。影ying響xiang充chong電dian過guo程cheng的de因yin素su很hen多duo

，如ru電dian解jie液ye濃nong度du、極板活性物的活度、環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)都(dou)可(ke)以(yi)對(dui)充(chong)電(dian)速(su)度(du)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)。這(zhe)使(shi)得(de)簡(jian)單(dan)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)對(dui)提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)效(xiao)率(lv)無(wu)法(fa)起(qi)到(dao)顯(xian)著(zhu)作(zuo)用(yong)。無(wu)人(ren)機(ji)應(ying)急(ji)電(dian)源(yuan)的(de)最(zui)佳(jia)充(chong)電(dian)電(dian)壓(ya)在(zai)整(zheng)個(ge)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)是(shi)時(shi)間(jian)的(de)變(bian)指(zhi)數(shu)函(han)數(shu)
，在(zai)不(bu)同(tong)階(jie)段(duan)將(jiang)呈(cheng)現(xian)不(bu)同(tong)的(de)變(bian)化(hua)規(gui)律(lv)。充(chong)電(dian)特(te)性(xing)曲(qu)線(xian)如(ru)圖(tu)1所示。

從圖1中可以看出
，無人機應急電源的充電過程可分為A-B段
、B-C段、C-D段。其中A-B段是充電的初始階段，電量基本用完，這一階段可采用恒定小電流充電；B-C段是電壓變化最為劇烈的一段，如果采用恒流充電
，電流大，易損壞電池，電流小
，不能充分發掘時間
；C-D段的電壓從最高點開始下降，可采用涓流充電。

 

 

無人機應急電源依據其具體不同的使用狀況
，其充電電流有很大的不同，即使同一套無人機係統同時配發相同容量、相xiang同tong型xing號hao的de電dian源yuan也ye不bu例li外wai。裝zhuang備bei現xian用yong的de充chong電dian技ji術shu沒mei有you考kao慮lv充chong電dian過guo程cheng的de非fei線xian性xing變bian化hua
，無wu法fa實shi現xian對dui無wu人ren機ji應ying急ji電dian源yuan的de適shi應ying性xing充chong電dian，隻zhi能neng以yi相xiang對dui較jiao小xiao的de電dian流liu實shi施shi充chong電dian，從cong而er導dao致zhi充chong電dian速su度du慢man，而er且qie充chong電dian後hou期qi析xi氣qi嚴yan重zhong，對dui電dian源yuan內nei部bu造zao成cheng損sun壞huai，不bu僅jin不bu能neng快kuai速su充chong電dian，還hai大da大da縮suo短duan了le電dian源yuan的de使shi用yong壽shou命ming
，必bi須xu加jia以yi改gai善shan。經jing綜zong合he比bi較jiao，可ke選xuan用yong成cheng本ben較jiao低di
，且qie適shi應ying性xing較jiao強qiang的de模mo糊hu控kong製zhi策ce略lve。

 

 

模mo糊hu控kong製zhi不bu需xu要yao掌zhang握wo被bei控kong對dui象xiang的de數shu學xue模mo型xing，特te別bie適shi合he這zhe種zhong非fei線xian性xing控kong製zhi。它ta對dui過guo程cheng參can數shu的de變bian化hua具ju有you較jiao強qiang的de適shi應ying性xing，並bing且qie可ke加jia入ru一yi些xie人ren為wei的de經jing驗yan因yin數shu，使shi控kong製zhi過guo程cheng更geng易yi於yu按an照zhao人ren的de要yao求qiu來lai實shi現xian。可ke以yi預yu期qi這zhe種zhong模mo糊hu控kong製zhi充chong電dian器qi的de工gong作zuo原yuan理li是shi預yu先xian設she計ji一yi張zhang控kong製zhi策ce略lve表biao存cun入ru單dan片pian機ji的deROM中(zhong)。控(kong)製(zhi)時(shi)根(gen)據(ju)采(cai)樣(yang)結(jie)果(guo)計(ji)算(suan)輸(shu)入(ru)量(liang)的(de)值(zhi)，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)量(liang)化(hua)因(yin)子(zi)將(jiang)其(qi)模(mo)糊(hu)化(hua)
，以(yi)得(de)到(dao)其(qi)論(lun)域(yu)。再(zai)查(zha)表(biao)得(de)到(dao)相(xiang)應(ying)的(de)控(kong)製(zhi)量(liang)。將(jiang)該(gai)控(kong)製(zhi)量(liang)與(yu)比(bi)例(li)因(yin)子(zi)相(xiang)乘(cheng)，即(ji)可(ke)作(zuo)為(wei)輸(shu)出(chu)量(liang)

，對(dui)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)實(shi)施(shi)控(kong)製(zhi)。

 

 

模糊控製器輸入量的選擇對係統性能的影響很大，電源溫度、電源端電壓以及充電電流都可作為輸入量，但是這些方法的工程實現難度大且效果差。根據圖1，B-C段是電壓變化最為劇烈的一段，並且持續時間較長
，可將這一段電壓的變化率△U／△t作為模糊控製的輸入量，再輔以電源實時電壓與可充最高電壓之間的差值△E，便可實現較完美的控製。輸出量則以PWM波的占空比增量△ton調節的充電電流作為標準。

 

 

圖 中模糊化、模糊決策以及解模糊環節都是在微處理機模塊中完成的。在此選用Motorola公司的單片機MC68HC05SR3，其內部資源豐富，ROM 和RAM空間較大，便於實施模糊控製。另外，它還帶有4個A／D轉換器，十分便於對模擬量的檢測。由該單片機與相應的接口電路配合
，構成係統的控製核心。

 

 

電壓電流檢測電路是通過A／D轉換器檢測係統充電電流的；電池端電壓、電池溫度等參數是通過采樣電路、熱敏電阻等形成負反饋回路參與控製的。

 

 

首先
，變流電路通過脈寬調製方式把交流市電轉換為所需的直流電壓
，然後根據負反饋電路檢測係統得到的充電電壓、電流，經微處理機模塊計算出最佳變化量，將此變化量加到充電電路中
，經PWM輸出
，便得到所需的最佳充電電流。

 

通tong過guo對dui無wu人ren機ji應ying急ji電dian源yuan端duan電dian壓ya變bian化hua率lv的de監jian測ce得de到dao了le模mo糊hu控kong製zhi所suo依yi據ju的de最zui佳jia充chong電dian電dian壓ya曲qu線xian，以yi此ci曲qu線xian為wei輸shu入ru量liang設she計ji了le模mo糊hu控kong製zhi策ce略lve表biao
，並bing實shi現xian智zhi能neng跟gen蹤zong模mo糊hu控kong製zhi。通tong過guo與yu傳chuan統tong充chong電dian方fang法fa對dui比bi證zheng實shi，這zhe種zhong基ji於yu模mo糊hu控kong製zhi的de無wu人ren機ji應ying急ji電dian源yuan快kuai速su充chong電dian方fang法fa具ju有you以yi下xia優you點dian：充電速度大大加快、電(dian)池(chi)溫(wen)升(sheng)低(di)
，充(chong)電(dian)按(an)照(zhao)最(zui)佳(jia)曲(qu)線(xian)不(bu)損(sun)壞(huai)電(dian)源(yuan)等(deng)。可(ke)見(jian)
，采(cai)用(yong)該(gai)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)無(wu)人(ren)機(ji)應(ying)急(ji)電(dian)源(yuan)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)的(de)快(kuai)速(su)化(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)，對(dui)無(wu)人(ren)機(ji)武(wu)器(qi)係(xi)統(tong)作(zuo)戰(zhan)能(neng)力(li)的(de)穩(wen)定(ding)發(fa)揮(hui)具(ju)有(you)重(zhong)大(da)意(yi)義(yi)。