【作者】

张汝羿; 杜洋; 杨正浩; 高旭; 贾光宇; 何光宇

【单位】

西安交通大学; 空军工程大学

【摘要】

为实现固定翼无人机的高效运行，针对其动力需求特性与，建立了串联混电系统的多目标优化设计模型。模型包含功率需求、混电功率解算方程、部件质量计算及燃油消耗模型，以最大化负载质量和最小化运行成本为优化目标，采用多目标遗传算法求解帕累托最优解。在两个飞行剖面场景中进行仿真验证，其中无人机设计最大起飞质量135 kg，空机质量55 kg，巡航速度40 m/s，巡航高度2km，长航时巡航距离400 km，短航时巡航距离200km，电池能量密度250 Wh/kg。计算结果显示，优化得到的帕累托前沿清晰反映了负载质量与运行成本间的约束关系；在最接近理想点的最优解中，长航时工况负载质量为17.7kg，运行成本77.5元，短航时工况负载质量21.8kg、运行成本32.3元。研究结果表明，该优化方法可有效平衡固定翼货运无人机的负载能力与运行成本，为中小型货运无人机混电系统设计提供参考。

【关键词】

固定翼无人机;串联混电系统;多目标优化;帕累托最优解;总体设计;转子发动机

【论文集名称】

航空/船舶/非道路机械等新领域混合动力技术

【会议名称】

2025智能混合动力技术大会

【会议时间】

2025-9-25至2025-9-27

【会议地点】

大连市

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