無人機綜合熱管理系統(tǒng)建模與仿真.pdf

1、近年來無人機在民用和軍用領(lǐng)域都得到了較大發(fā)展，無人機在軍用領(lǐng)域正在逐步取代有人機的作戰(zhàn)任務(wù)。軍用無人機由于機體尺寸受限、飛行包線寬以及高速隱身發(fā)展等特點，使得其各個子系統(tǒng)不僅面臨熱問題也有可能面臨冷問題，各子系統(tǒng)如果獨立運行會造成能量的重復(fù)和浪費，因此無人機綜合熱管理系統(tǒng)具有研究價值。
　　本文根據(jù)某型無人機的散熱需求設(shè)計了低負載和高負載工況共三套熱管理方案：為無人機低負載工況設(shè)計了整合燃油系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)和通風系統(tǒng)的綜合熱管理方案

2、；為高負載工況設(shè)計了兩套整合蒸發(fā)循環(huán)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、液冷系統(tǒng)和通風系統(tǒng)的綜合熱管理方案。研究各方案在飛行包線下的擾動特性和控制特性，為無人機綜合熱管理系統(tǒng)的設(shè)計、驗證和控制研究提供仿真平臺。建立濕空氣、燃油JEP-8、制冷劑R134a、乙二醇水溶液和液態(tài)水的熱物性數(shù)學(xué)模型以及無人機綜合熱管理系統(tǒng)主要部件的數(shù)學(xué)模型：燃油箱、單相液/液換熱器、單相空/液換熱器、采用了集總參數(shù)法建立瞬態(tài)模型；蒸發(fā)器、冷凝器采用了移動邊界法建立兩區(qū)動態(tài)模型和三

3、區(qū)動態(tài)模型；壓縮機、膨脹閥、泵、風機等采用集總參數(shù)法建立穩(wěn)態(tài)模型。建立好部件的數(shù)學(xué)模型后運用MATLAB/SIMULINK平臺搭建部件的仿真模型并對部件模型進行封裝，對于主要的部件一部分采用文獻中的實驗數(shù)據(jù)驗證準確性，另一部分部件與知名一維流體計算軟件FLOWMASTER的計算結(jié)果進行對比分析。根據(jù)設(shè)計的無人機低負載和高負載熱管理方案原理圖和建立的部件模型庫搭建仿真系統(tǒng)模型，在熱極限工況下進行全飛行包線擾動和控制特性仿真分析，采用PID