11、无人机螺旋桨能效优化与固定翼无人机设计分析

无人机螺旋桨能效优化与固定翼无人机设计分析

1. 螺旋桨能效优化

1.1 解决方案方法

为了实现螺旋桨系统的能源效率最大化，采用了数学建模和仿真两种方法。

1.1.1 优化方法

优化是基于数学建模的解决方案，确保系统资源在相关约束条件下得到最优利用。其步骤如下：
1. 用数学和逻辑公式对系统或问题进行建模。
2. 根据相关约束和目标求解数学模型，以获得理想的变量值。

一般数学模型结构的方程如下：
- 目标函数：$max/min Z = f(x, y)$
- 约束条件：
- $g(x, y) = 0 : g(x, y) = a \cdot x + b \cdot y = 0$
- $h(x, y) \geq 0 : h(x, y) = c \cdot x \cdot y \geq 0$
- $x \in R^n$
- $y \in {0, 1, 2, \ldots, m}$

针对螺旋桨系统问题，基于非线性规划开发了数学解决方案，其目标和约束条件如下：
- 目标：$max = ee$
- 约束条件：
- $\pi \cdot r \cdot \sigma \cdot \rho \cdot u_r^2 \cdot c_l \cdot \cos(\alpha) = thrust$
- $0.5 \cdot \rho \cdot (u_s^2 - v^2) \cdot s = thrust$
- $\frac{v + u_s}{2} = u$
- $\rho \cdot s \cdot