一种飞行器的电机温升模型的建模方法及飞行器与流程

本申请涉及飞行器，具体涉及一种飞行器的电机温升模型的建模方法及飞行器。

背景技术：

1、随着低空经济的蓬勃发展，无人机、电动垂直起降飞行器（electric verticaltake-off and landing，evtol）等新型飞行器在物流配送、城市交通等领域的应用日益广泛。

2、电机温升是制约飞行器飞行安全、极限包线与任务续航的核心瓶颈，因此，构建更精确的电机温升模型实现电机温升预测十分重要。以复合翼evtol为例，其具备垂直起降、定点悬停、低速过渡、高速前飞等多模态飞行特性，悬停阶段无有效来流散热，热量持续累积、温升持续上升，过渡前飞阶段电机负载特性重构，同时飞行器前飞气流带来强制对流降温效应，具有“损耗升温与气动降温博弈”的非线性温度变化特征，部分工况下还会出现功率上升但温度回落的反向温升现象。然而，相关技术采用整体参数进行建模，没有区分升温影响因素与降温影响因素对电机温升的双向耦合作用，无法实现解耦修正，对飞行器电机的非线性温度变化特征适配性差，影响电机温升预测的准确性。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请提供一种飞行器的电机温升模型的建模方法及飞行器，能够使电机温升模型更适配飞行器电机基于升温影响因素与降温影响因素的非线性温度变化特征，提高电机温升预测的准确性。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种飞行器的电机温升模型的建模方法，包括：

3、分别构建电机的生热子模型与散热子模型；其中，所述生热子模型用于表征电机温度与电机升温影响因素的关联关系，所述散热子模型用于表征电机温度与电机降温影响因素的关联关系；

4、将所述生热子模型与所述散热子模型进行耦合，得到第一温升模型；

5、分别对所述第一温升模型中的所述生热子模型与所述散热子模型进行校准，得到电机温升模型。

6、在一些实施例中，构建所述生热子模型，包括：

7、获取所述电机的多个试验时刻的试验数据，每个所述试验时刻的试验数据包括电机转速、输入电功率及电机温度；

8、基于所述多个试验时刻的试验数据构建所述生热子模型。

9、在一些实施例中，基于牛顿冷却公式构建散热子模型：

10、

11、其中，为电机散热的温度导数；为散热效率系数，与来流速度相关；为电机温度；为远场来流大气温度。

12、在一些实施例中，所述基于所述多个试验时刻的试验数据构建所述生热子模型，包括：

13、对所述多个试验时刻的试验数据中的所述电机温度进行预设处理，得到多组温升变化率；

14、以电机转速和输入电功率作为自变量、以温升变化率作为因变量，构建所述生热子模型。

15、在一些实施例中，所述预设处理包括：对电机温度进行差分获得温度差分，并将温度差分除以采样间隔获得温升变化率。

16、在一些实施例中，所述将所述生热子模型与所述散热子模型进行耦合，得到第一温升模型，包括：

17、将所述生热子模型与所述散热子模型集成至飞行器动力学仿真环境中，以对所述生热子模型与所述散热子模型进行耦合，得到第一温升模型。

18、在一些实施例中，所述分别对所述第一温升模型中的所述生热子模型与所述散热子模型进行校准，得到电机温升模型，包括：

19、在悬停零来流工况下，基于所述第一温升模型的输出数据与所述飞行器的试飞数据，校准所述生热子模型，并基于校准后的生热子模型生成第二温升模型；

20、在前飞工况下，基于所述第二温升模型的输出数据与所述飞行器的试飞数据，校准所述散热子模型；

21、基于校准后的所述散热子模型和第二温升模型，得到电机温升模型。

22、在一些实施例中，所述在悬停零来流工况下，基于所述第一温升模型的输出数据与试飞数据，校准所述生热子模型，包括：

23、所述在悬停零来流工况下，获取所述第一温升模型的输出数据，所述输出数据包括第一温度数据；

24、所述在悬停零来流工况下，获取所述飞行器的试飞数据，并根据所述试飞数据确定第二温度数据；

25、根据所述第一温度数据与所述第二温度数据，校准所述生热子模型。

26、在一些实施例中，所述在前飞工况下，基于所述第二温升模型的输出数据与所述飞行器的试飞数据，校准所述散热子模型，包括：

27、所述在前飞工况下，获取所述第二温升模型的输出数据，所述输出数据包括第三温度数据；

28、所述在前飞工况下，获取所述飞行器的试飞数据，并根据所述试飞数据确定第四温度数据；

29、根据所述第三温度数据与所述第四温度数据，校准所述散热子模型。

30、在一些实施例中，所述分别对所述第一温升模型中的所述生热子模型与所述散热子模型进行校准，得到电机温升模型，还包括：

31、校准所述散热子模型后，在悬停零来流工况与前飞工况下，基于所述第一温升模型的输出数据与所述飞行器的试飞数据，对所述电机温升模型中的所述生热子模型与所述散热子模型的系数进行调整。

32、本申请还提供一种电子设备，包括存储介质与控制器，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述控制器执行时实现如上所述的方法的步骤。

33、本申请还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

34、本申请还提供一种飞行器，使用如前述飞行器的电机温升模型的建模方法建立的电机温升模型来计算飞行器的电机温升值。

35、本申请的一种飞行器的电机温升模型的建模方法及飞行器，方法包括：分别构建电机的生热子模型与散热子模型；其中，生热子模型用于表征电机温度与电机升温影响因素的关联关系，散热子模型用于表征电机温度与电机降温影响因素的关联关系；将生热子模型与散热子模型进行耦合，得到第一温升模型；分别对第一温升模型中的生热子模型与散热子模型进行校准，得到电机温升模型。本申请的技术方案，在分别构建生热子模型与散热子模型后，先耦合得到电机温升模型，再对生热子模型与散热子模型进行解耦校准，使电机温升模型更适配飞行器电机基于升温影响因素与降温影响因素的非线性温度变化特征，提高电机温升预测的准确性。

1.一种飞行器的电机温升模型的建模方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建所述生热子模型，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个试验时刻的试验数据构建所述生热子模型，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设处理包括：对电机温度进行差分获得温度差分，并将所述温度差分除以采样间隔获得所述温升变化率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述生热子模型与所述散热子模型进行耦合，得到第一温升模型，包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述分别对所述第一温升模型中的所述生热子模型与所述散热子模型进行校准，得到电机温升模型，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在悬停零来流工况下，基于所述第一温升模型的输出数据与试飞数据，校准所述生热子模型，包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在前飞工况下，基于所述第二温升模型的输出数据与所述飞行器的试飞数据，校准所述散热子模型，包括：

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分别对所述第一温升模型中的所述生热子模型与所述散热子模型进行校准，得到电机温升模型，还包括：

10.一种飞行器，其特征在于，使用如权利要求1至9中任一项所述的飞行器的电机温升模型的建模方法建立的电机温升模型来计算飞行器的电机温升值。