农业机械学报

作者：陈瑜，张植勋，申遂愿，黄陶然，陈浩轩，李继宇

单位：华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,华南农业大学,

关键词：农用无人机;动力系统;旋翼数量;载荷配置;动态能耗最优

基金：广东省自然科学基金面上项目（2023A1515011932）和广州市重点研发计划项目（2023B03J1323）

为解决农用多旋翼无人机动态能耗最优的载荷配置问题，提出一种根据农用无人机的动力系统和旋翼数量进行载荷配置使其动态能耗最优的新方法。首先在已建立的农用无人机动态能耗模型基础上，分别计算3种电机动力系统配置7种不同旋翼数量（四旋翼到十旋翼）对应载荷的动态能耗；然后绘制其不同旋翼数量对应的载荷-动态能耗曲线，再对曲线进行“相交”处理，得到不同旋翼数量下载荷-动态能耗曲线的交点。研究发现，对于相同动力系统配置不同旋翼数量的农用无人机，其相邻两个轴旋翼数量配置的载荷-动态能耗曲线的交点即为最优动态能耗载荷交点；最优动态能耗载荷交点对应的载荷从小到大，可依次构成最优动态能耗载荷区间，该区间即为不同旋翼数量对应的最优载荷配置区间。最后使用设计组装的四、六、八旋翼的农用无人机，进行了不同载荷的80次飞行验证试验。试验数据表明，在四、六、八旋翼数量配置下，存在最优动态能耗的载荷配置区间。其中，四旋翼无人机动态能耗测试值与理论值的平均误差为3.22%，六旋翼无人机的平均误差为2.87%，八旋翼无人机的平均误差为2.85%。进一步通过飞行实测动态能耗值和理论模型计算能耗值的误差分析，得到最优动态能耗载荷有效区和失效区，进而得到更加准确的最优动态能耗载荷配置区间。

来源：2025年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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