多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术涉及农业资源合理配置、植保器械能源利用等问题,在农业节能环保与节本增收中起着举足轻重的作用。目前,以农用无人机为核心要素的农业航空技术已得到迅速发展,使用农用无人机施药可有效提高作业效率和降低作业成本,但能源与药液的浪费、环境污染等问题依然大量存在。攻克能源载荷匹配技术的难题,创建集能源载荷匹配关键技术于一体的高效农用航空器系统,将解决我国现有农用无人机植保作业时能源利用率低,能源载荷匹配不当造成能源浪费,以及作业效率和效果难以保证等问题,提升我国农用无人机的智能化水平和关键技术与整机的研发水平,达到或接近发达国家水平。目前关于多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术的相关研究内容较少,因此本文对多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术进行研究。针对无人机航时预测困难、能源载荷不匹配等问题,本文构建了多旋翼农用无人机功率能耗模型及能源载荷匹配模型,开展试验验证了模型的可行性与准确性,并通过对该模型的仿真与优化,得出多旋翼农用无人机最合适的作业参数,在植保应用领域具有理论及实际意义。主要研究内容与结果如下:1)构建针对多旋翼农用无人机功率能耗计算的理论模型,搭建无人机测试平台,通过改变无人机重量与作业速度,对测试无人机分别进行6组悬停试验与6组作业飞行试验。6组试验结果表明悬停状态下测试无人机续航时间为理论续航时间的89%～93%,作业飞行状态下测试无人机续航时间为理论续航时间的80%～83%。2)构建了变载荷多旋翼农用无人机能源载荷匹配模型并进行仿真,得到在速度、亩喷量、作业距离等参数影响下无人机锂电池与喷洒药液的匹配规律。定性分析出因素对仿真电池重量的影响,影响程度由高到低分别为亩喷量、速度、作业距离。在其他条件相同的前提下,电池重量与亩喷量和作业距离呈正相关,与速度呈负相关。3)通过构建的功率能耗计算的理论模型指导多旋翼农用无人机的搭建并进行试验验证。自行搭建的定载荷八旋翼农用无人机悬停时间可达32.2min。实际航时与理论航时的比值为92%,模型预测较为准确。4)采用遗传算法对多旋翼农用无人机能源载荷匹配性能进行优化分析,获得使无人机总体性能达到最佳的相关参数。对于空机重量为10kg碳纤维材质的多旋翼农用无人机,搭载7.89L的药液量,当其作业速度为3.26m/s,亩喷量为2.37L/亩时,无人机的总体性能达到最佳,能源利用率高。本文通过理论建模、试验验证、优化设计的方法对多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术进行研究,研究成果有助于提高无人机作业过程中能源与载荷的合理搭配,促进多旋翼农用无人机能源的高效利用。