2023年8月农业机械学报第54卷第8期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2023．08．008农用多旋翼无人机作业能耗白盒模型构建与试验李继宇张植勋赵胤伟沈卓刘知杰吕佳(华南农业大学工程学院，广州510642)摘要:为了减少因能量有限而导致无人机飞行时间有限的问题，研究农用无人机在飞行时的作业能耗是十分必要的。本研究以农用多旋翼无人机为研究对象，采用白盒建模的方法，依照动力系统各部件原理，构建了农用无人机的飞行总效率模型，再根据农用无人机的飞行特点，建立了一种针对农用无人机的作业能耗模型，并通过对农用无人机的速度、载荷和航程这3个动态参数分组试验得到的数据进行了验证。结果表明，模型具有较高的精度，最大平均误差约为6.582%，最大绝对误差中位数约为7.654%。最后对模型的各个参数进行分析，引入模型修正系数对模型进行修正，修正后的模型精度相比修正前的最大平均误差减少约3.092个百分点，误差中位数减少约3.612个百分点，修正后效果显著。本研究构建的理论模型可以用于农用无人机作业能耗的计算和预测，在规划无人机任务前就可以得到相应的作业能耗并进行优化，也可以适配不同控制器的其他旋翼机型，具有一定的应用价值。关键词:农业;无人机;能耗;白盒模型中图分类号:S252文献标识码:A文章编号:1000-1298(2023)08-0087-10OSID:收稿日期:2022－09－09修回日期:2022－12－10基金项目:广东省自然科学基金项目(2021A1515010736)和广州市重点研发计划项目(2023B03J1323)作者简介:李继宇(1979—)，男，教授，博士生导师，主要从事精准农业航空研究，E-mail:lijiyu@scau．edu．cn通信作者:吕佳(1979—)，女，讲师，博士，主要从事精准农业航空研究，E-mail:lvjia@scau．edu．cnConstructionandExperimentofWhiteBoxModelforEnergyConsumptionofAgriculturalMulti-rotorUAVOperationLIJiyuZHANGZhixunZHAOYinweiSHENZhuoLIUZhijieLJia(CollegeofEngineering，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，China)Abstract:InordertoreducetheproblemoflimitedflighttimeofUAVsduetolimitedenergy，itisnecessarytostudytheoperationalenergyconsumptionofagriculturalUAVsduringflight．Takingagriculturalmulti-rotorUAVastheresearchobject，thewhite-boxmodelingmethodwasusedtoconstructthetotalflightefficiencymodelofagriculturalUAVaccordingtotheprincipleofeachcomponentofthepowersystem，andthenanoperational...
