CN109733621A - 一种多推进模式的混合动力无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多推进模式的混合动力无人机，涉及无人机技术领域，能够提高无人机的动力性、经济性以及续航里程。本发明包括：机身6、机翼8、尾撑杆10以及尾翼11，其中机身6安装集成启动/发电一体化电机‑ISG电机1、电磁离合器2、发动机3、辅助电机4、小螺旋桨5、动力电池7以及主螺旋桨9。该无人机可实现发动机动力与电池动力的混合，根据无人机所处工况，采用不同的推进工作模式，包括并联混合推进模式、纯电模式以及串联发电模式等，可有效提高无人机的动力性、经济性以及续航里程。本发明适用于混合动力无人机。

Description

一种多推进模式的混合动力无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多推进模式的混合动力无人机。

背景技术

随着国家对通用航空产业的政策开放和鼓励发展，无人机技术在军事及民用领域应用越来越广泛，一大批具有相当制造规模的无人机制造企业不断涌现，无人机技术在国家、企业以及市场的共同推动下高歌猛进。

目前市面上的无人机主要通过动力形式划分为动力电池无人机和燃油发动机无人机。这两种形式的动力方案，都存在一些固有的缺陷，比如：采用电池组形式为电动机供电，这是多数无人机采用的动力模式，飞行控制响应快，功率密度大，但是动力电池(如常用的锂电池等)能量密度较低，无论机身如何减重，无人机续航里程差；燃油发动机功率密度大，无人机续航里程较长，但是飞机控制响应较慢，尤其是在平飞阶段，发动机工作效率低，燃油经济性差。

因此，在动力电池技术获得突破之前，业内也开始着手研发燃油发电机+动力电池供电的无人机，目前也出现了一些实验性的产品，比如：a)使用燃油发动机作为主动力，锂电池作为辅助动力，在无人机队功率要求较低条件下辅助动力，可在一定程度上提高续航能力，但是油电动力不能互为备份，约束其续航能力的提高，经济性也不高；b)燃油发电机与动力电池串联，由发动机产生电力为动力电池充电，由动力电池为无人机提供动力，这显著提高了无人机的续航里程，但是无人机动力性存在不足。此外，现有的无人机燃油发动机大多需要拉绳启动，可靠性和实用性也有待提高。

因此，现有的燃油发电机+动力电池供电的方案，在无人机的动力性、经济性以及续航里程等重要指标上依旧难以平衡，需要进一步提高和优化。

发明内容

本发明的实施例提供一种多推进模式的混合动力无人机，基于混合动力无人机，根据无人机所处工况，采用不同的推进工作模式，包括并联混合推进模式、纯电模式以及串联发电模式等，可有效提高无人机的动力性、经济性以及续航里程。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供的多推进模式的混合动力无人机，无人机机身6、机翼5、尾撑杆10以及尾翼11，其中机身6安装ISG电机1、电磁离合器2、发动机3、辅助电机4、小螺旋桨5、动力电池7以及主螺旋桨9。

所述无人机机身连接机翼、尾撑杆以及尾翼，通过机翼以及尾翼上的扰流板对无人机飞行姿态进行调控，实现无人机转向、俯仰，翻滚等操作。

所述无人机装有五个动力源，四个小螺旋桨及辅助电机分布在机翼两侧，主螺旋桨安装在机身尾部。机身中段放置发动机、ISG电机、动力电池等根据飞机重心来确定位置。

所述机身安装的ISG电机，ISG电机一端通过电磁离合器2-1与发动机曲轴输出端进行连接，当电磁离合器2-1连接时，ISG电机转子与发动机曲轴输出端连接；ISG电机另一端通过电磁离合器2-2与主螺旋桨进行连接，当电磁离合器2-2连接时，ISG电机转子与主螺旋桨连接。

所述动力电池通过电路分别与四个辅助电机以及ISG电机连接。动力电池为辅助电机提供电能，驱动小螺旋桨为无人机提供一部分动力。

进一步地，所述混合动力无人机，其推进模式包括并联混合推进模式。在此模式下，动力电池与发动机同时为无人机提供动力，适用于无人机起飞爬升阶段以及高空全负荷爬升阶段。

进一步地，所述混合动力无人机，其推进模式包括纯电模式。在此模式下，只由动力电池为无人机提供动力，适用于无人机平飞阶段以及减速降落阶段。

进一步地，所述混合动力无人机，其推进模式包括串联发电模式。在此模式下，由发动机为整个无人机提供动力，适用于平飞且动力电池能量不足阶段。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明在现有无人机动力***上，对燃油发电机+动力电池的动力供给方式进行改进，燃油发动机、动力电池既可以单独地、直接地为无人机提供动力，又可以将两者并联以及串联为无人机提供动力。在并联条件下为无人机提供更大助力，体现动力性；在动力电池单独提供动力时，发动机可以停止工作，仅由高效的电机工作，体现经济性；串联条件下，无人机正常飞行，且发动机能够为动力电池充电，提高了续航里程。所以，本发明兼顾了无人机的动力性、经济性以及续航里程。

2、采用ISG电机，通过电磁离合器将其与燃油发动机以及主螺旋桨进行连接，实现了无人机推进方式的多样性。通过控制电磁离合器的通断：aISG电机作为启动电机，直接启动燃油发动机，避免了人工拉绳启动，提高了可靠性、实用性和安全性；bISG电机作为驱动电机，与燃油发动机共同为主螺旋桨提供动力，增强无人机动力性；cISG电机作为发电机，由燃油发动机驱动，为动力电池充电，提高了无人机续航里程。

3、混合动力无人机在不同工况下采用对应的动力模式，操作更加简单。多动力模式也提高了无人机的抗干扰能力以及容错能力，提高了无人机的野外生存能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的多推进模式的混合动力无人机结构示意图；

图2为本发明实施例提供的发动机启动工作模式下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的并联混合推进模式下的a起飞爬升阶段和b高空全负荷爬升阶段的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的纯电推进模式平飞/减速降落阶段下的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的串联发电模式下的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的发动机启动工作模式下的控制信号的交互示意图；

图7为本发明实施例提供的并联混合推进模式下的a起飞爬升阶段和b高空全负荷爬升阶段的控制信号的交互示意图；

图8为本发明实施例提供的纯电推进模式平飞/减速降落阶段下的控制信号的交互示意图；

图9为本发明实施例提供的串联发电模式下的控制信号的交互示意图；

图中，1-ISG电机、2-电磁离合器、3-发动机、4-辅助电机、5-小螺旋桨、6-机身、7-动力电池、8-机翼、9-主螺旋桨、10-尾撑杆、11-尾翼、12-飞控***、13-发动机启动信号、14-飞行高度信号、15-飞行速度信号、16-电磁离合器控制信号1、17-电磁离合器控制信号2、18-发动机转速控制信号、19-发动机转速信号、20-ISG电流控制信号、21-SOC信号、22-ISG电机电流、23-起飞爬升信号、24-辅助电机电流控制信号、25-辅助电机电流、26-全负荷爬升信号、27-平飞信号、28-发电信号、29-ISG电机输出电流。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明实施例提供一种多推进模式的混合动力无人机，如图1所示，所述无人机的组成部分至少包括：机身6、机翼8、尾撑杆10和尾翼11，其中机身6中安装有ISG启动/发电一体化电机1、电磁离合器2、发动机3、辅助电机4、小螺旋桨5、动力电池7和主螺旋桨9；

机身6连接机翼8、尾撑杆10和尾翼11，机翼8和尾翼11上的扰流板，用于对所述无人机的飞行姿态进行调控，从而实现无人机转向、俯仰，翻滚等操作

四数个小螺旋桨5和辅助电机4分布在机翼8两侧，主螺旋桨9安装在机身6尾部，如图1所示的。

机身6的中段放置发动机3、ISG电机1和动力电池7，其中，机身6的中的各个部件可以根据飞机重心来确定位置。

其中，ISG电机1的一端，通过电磁离合器2的第一离合部分2-1与发动机3的曲轴输出端进行连接，当第一离合部分2-1闭合连接时，ISG电机1的转子与发动机3的曲轴输出端连接；

ISG电机1的另一端，通过电磁离合器2的第二离合部分2-2与主螺旋桨9进行连接，当第二离合部分2-2闭合连接时，ISG电机1转子与主螺旋桨9连接；

动力电池7分别与四个辅助电机4和ISG电机1连接，动力电池7用于为辅助电机4提供电能，并驱动小螺旋桨5为所述无人机提供动力；

动力电池7与ISG电机1连接，其中，动力电池7为工作状态为电动机时的ISG电机1提供电能，或者，动力电池7接受工作状态为发电机时的ISG电机1发出的电能并存储。

当无人机开始启动，ISG电机1在发动机3停机时作为启动电机，其中，电磁离合器2-1闭合，电磁离合器2-2断开，动力电池7直接为ISG电机1的转子供电，由ISG电机1的转子带动发动机3的曲轴转动从而启动发动机3。

例如图2所示的，电磁离合器2-1处于闭合状态，电磁离合器2-2处于断开状态。ISG电机1的转子与发动机3的曲轴输出端连接在一起，动力电池7向ISG电机1提供电流，驱使ISG电机1转子达到启动转速V_S，从而带动发动机3启动，启动后，动力电池7不再向ISG电机1供电，ISG电机1处于空载状态。发动机维持怠速V₀。

具体的，发动机3的启动控制过程包括：

飞控***12判断动力电池7能否有足够电能启动发动机3；

若是，则向电磁离合器2-1输出电磁离合器控制信号1(16)，使电磁离合器2-1闭合，并向电磁离合器2-2输出电磁离合器控制信号2(17)，使电磁离合器2-2断开；

根据所述无人机的飞行高度信号14和飞行速度信号15，确定发动机3启动转速；

根据所述启动转速确定ISG电机1的转速，其中，ISG电机1的转速与所述启动转速相同；

向动力电池7传递电流控制信号，由动力电池7为ISG电机1提供助力。

举例来说，如图6所示的，发动机启动信号13、动力电池SOC信号21、无人机高度信号、无人机飞行速度信号15输入到无人机飞控***12，根据SOC信号21判断动力电池能否有足够电力启动发动机，当动力电池能量充足时，飞控***12控制向电磁离合器2-1输出电磁离合器控制信号1(16)，使得电磁离合器2-1闭合；向电磁离合器2-2输出电磁离合器控制信号2(17)，使得电磁离合器2-2断开。同时，飞控***12根据飞行的高度信号、飞行速度信号15确定发动机启动转速V_S预置的无人机高度-飞行速度-发动机启动转速Map图，根据该转速确定ISG电机转速ISG电机驱动发动机，两者转速相同，从而由飞控***12向动力电池传递电流控制信号1，由动力电池为ISG电机提供助力。为确保发动机能够正常启动，采用内外环控制方法，内环采用电流反馈跟踪控制，确保动力电池的输出电流能够达到期望值；外环采用发动机转速PID控制，将发动机转速控制信号18与飞控***12确定的启动转速进行比较，确保发动机能够快速到达启动转速V_S。

在发动机3工作时，ISG电机1可以保持空转；发动机3通过ISG电机1连接主螺旋桨9，并为主螺旋桨9传递动力。此时所述无人机进入联混合推进模式，具体的，所述无人机的在联混合推进模式下的起飞爬升阶段的控制过程包括：

飞控***12确定主螺旋桨9的转速此时主螺旋桨与发动机相连，V1即为发动机转速和4个小螺旋桨5的转速；

通过动力电池7为小螺旋桨5各自的辅助电机4提供电流；

其中，如图3中(a)部分所示的，在发动机3启动后，ISG电机1断电空转，电磁离合器2-1和电磁离合器2-2通电闭合；此时，发动机3的曲轴输出端、ISG电机1转子和主螺旋桨9相互连接，发动机3直接驱动主螺旋桨9产生动力；同时，动力电池7为机翼8上4个辅助电机4提供电能，驱动4个小螺旋桨5为所述无人机提供动力。

举例来说，如图7中的(a)部分所示的，所述并联混合推进模式在起飞爬升阶段，动力电池7为ISG电机1提供电能，此时电磁离合器2-1闭合，ISG电机1启动发动机3，发动机3启动后，ISG电机1断电空转，电磁离合器2-2通电闭合，此时发动机3曲轴输出端、ISG电机1转子以及主螺旋桨9相互连接，发动机3直接驱动主螺旋桨9产生动力；同时，动力电池7为机翼8上4个辅助电机4提供电能，驱动4个小螺旋桨5为无人机提供动力。

在起飞爬升阶段，无人机飞控***12接受起飞爬升信号23、动力电池SOC信号21、无人机高度信号、无人机飞行速度信号15等，确定主螺旋桨转速V1此时主螺旋桨与发动机相连，V1即为发动机转速以及4个小螺旋桨转速V2。此时，电磁离合器2-1与2-2处于闭合状态，飞控***12控制动力电池为4个辅助电机提供电流，此时仍采用内外环控制方法，内环采用电流反馈控制，外环采用辅助电机转速PID控制；同时，飞控***12发送发动机转速信号19给发动机，采用PID控制，将发动机反馈的发动机转速信号19与V1进行比较，使得发动机能够迅速为无人机起飞爬升提供动力。

当无人机起飞爬升阶段以及高空全负荷爬升阶段，需要有效提高无人机的动力性。因此，在发动机3工作时，ISG电机1与动力电池7接通，并和发动机3一起为主螺旋桨9提供动力。

具体的，当混合动力无人机处于起飞爬升阶段，无人机调整为并联混合推进模式。在此模式下，动力电池7与发动机3同时为无人机提供动力，当发动机3启动后，ISG电机1断电空转，电磁离合器2-2通电闭合，此时发动机3曲轴输出端、ISG电机1转子以及主螺旋桨9相互连接，发动机3直接驱动主螺旋桨9产生动力；同时，动力电池7为机翼8上4个辅助电机4提供电能，驱动4个小螺旋桨5为无人机提供动力。

进一步的，如图3中(b)部分所示的，所述无人机的在联混合推进模式下的高空全负荷爬升阶段的控制过程包括：

飞控***12向发动机3发送转速控制信号；并向动力电池7发送辅助电机电流25控制信号24，触发动力电池7为ISG电机1输出电能；其中，所述无人机由4个小螺旋桨5和主螺旋桨9共同提供动力；此时，动力电池7为ISG电机1提供电能，ISG电机1与发动机3共同驱动主螺旋桨9。此时主螺旋桨9动力输出更强，进一步提高了无人机的动力性。

举例来说，如图7中(b)部分所示的，高空全负荷爬升阶段，主螺旋桨的动力将由发动机与ISG电机共同提供，因此飞控***12除了提供发动机转速控制信号18给发动机，辅助电机电流25控制信号24给动力电池，还需要通过动力电池为ISG电机提供电流。

当混合动力无人机处于高空全负荷爬升阶段，无人机仍处于并联混合推进模式，此时，无人机虽然仍由4个小螺旋桨5以及1个主螺旋桨9提供动力，但是与起飞爬升阶段ISG电机1断电空转不同，此时动力电池7为ISG电机1提供电能，ISG电机1与发动机3共同驱动主螺旋桨9，此时主螺旋桨9动力输出更强。当无人机处于平飞阶段以及减速降落阶段，无人机采用包括纯电模式。

无人机仅由4个小螺旋桨5提供动力，由动力电池7为机翼8上的4个辅助电机4提供电能，同时，发动机3停机，电磁离合器2-1、2-2断电分离，主螺旋桨9空载不工作。

进一步的，在动力电池7的剩余电量低于预设门限时，闭合电磁离合器2-1且断开电磁离合器2-2。此时ISG电机1作为发电机，将发动机3的机械能转化为电能存储到动力电池7中。例如，当无人机处于平飞且动力电池能量不足阶段，无人机采用串联发电模式。在此模式下，由发动机3为整个无人机提供动力，此时，电磁离合器2-1闭合，电磁离合器2-2断开，主螺旋桨9空载不工作，发动机3直接驱动ISG电机1转子，切割磁感线产生电能，ISG电机1作为发电机通过内置整流器为动力电池7充电，由动力电池7为机翼8上四个辅助电动机4提供电能，驱动4个小螺旋桨5为无人机提供动力。此时发动机3可以在效率最高的转速附近工作，提高了无人机的经济性。

具体的，如图5所示的，所述无人机的串联发电模式下的控制过程包括：

飞控***12先通过执行发动机3的启动控制过程，启动发动机3；连接电磁离合器2-1，断开电磁离合器2-2；控制发动机3直接驱动ISG电机1转子；通过ISG电机1中的整流器，将所产生的交流电转化为直流电，为动力电池7充电；其中，主螺旋桨9空载不工作，ISG电机1作为发电机为动力电池7充电；通过动力电池7为小螺旋桨5各自的辅助电机4提供电流。

举例来说，如图8所示的，无人机飞控***12接受动力电池SOC信号21、无人机高度信号、无人机飞行速度信号15等，当判断SOC值较低时，根据无人机所处工况启动串联发电模式平飞阶段，此时，主控***将先通过发动启动模式启动发动机，然后连接电磁离合器2-1，断开电磁离合器2-2。飞控***12根据发动机特性向发动机输入发动机转速控制信号18此理想速度下，发动机处于最高工作效率。由发动机驱动ISG电机转子，通过ISG电机中整流器，将所得的交流电转化为直流电，为动力电池充电。飞控***12根据无人机高度信号灯计算出保持平飞状态的小螺旋桨转速，通过动力电池为辅助电机供电。辅助电机采用内外环控制方法，内环采用电流反馈控制，外环采用辅助电机转速PID控制；发动机采用PID控制，将实际转速与理想速度进行比较，使得发动机能够高效的为动力电池提供电能。

可选的，其中，如图4所示的，所述无人机的纯电模式下的控制过程包括：

飞控***12确定4个小螺旋桨的转动速度，并将电磁离合器2-1与电磁离合器2-2处于断开状态，发动机3也处于停机状态；通过动力电池7为小螺旋桨5各自的辅助电机4提供电流。

具体的，在纯电模式下，只由动力电池7为无人机提供动力，适用于无人机平飞阶段以及减速降落阶段，能够降低无人机整体噪声，提高无人机的经济性。所述纯电推进模式在无人机平飞阶段以及减速降落阶段，无人机仅由4个小螺旋桨5提供动力，由动力电池7为机翼8上的4个辅助电机4提供电能，同时，发动机3停机，电磁离合器2-1、电磁离合器2-2断电分离，主螺旋桨9空载不工作。

举例来说，如图9所示的，当所述无人机处于平飞、减速降落阶段由4个小螺旋桨为无人机提供动力。无人机飞控***12接受平飞/减速降落信号、动力电池SOC信号21、无人机高度信号、无人机飞行速度信号15等，从而确定4个小螺旋桨的转动速度。此时，电磁离合器2-1与2-2处于断开状态，发动机也处于停机状态。飞控***12将辅助电机电流25控制信号24传递给动力电池。动力电池向辅助电机提供电流，为了实现转速的快速控制，以及飞行状态的稳定性，采用内外环控制方法，内环采用电流跟踪控制，外环采用鲁棒控制，以辅助电机的转速为输入，以飞机的飞行高度、飞行的加速度为输出对象，此时无人机的抗外界干扰能力有明显提升。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多推进模式的混合动力无人机，其特征在于，所述无人机的组成部分至少包括：机身(6)、机翼(8)、尾撑杆(10)和尾翼(11)，其中机身(6)中安装有ISG电机(1)、电磁离合器(2)、发动机(3)、辅助电机(4)、小螺旋桨(5)、动力电池(7)和主螺旋桨(9)；

机身(6)连接机翼(8)、尾撑杆(10)和尾翼(11)，机翼(8)和尾翼(11)上的扰流板，用于对所述无人机的飞行姿态进行调控；

四数个小螺旋桨(5)和辅助电机(4)分布在机翼(8)两侧，主螺旋桨(9)安装在机身(6)尾部；

机身(6)的中段放置发动机(3)、ISG电机(1)和动力电池(7)；

其中，ISG电机(1)的一端，通过电磁离合器(2)的第一离合部分(2-1)与发动机(3)的曲轴输出端进行连接，当第一离合部分(2-1)闭合连接时，ISG电机(1)的转子与发动机(3)的曲轴输出端连接；

ISG电机(1)的另一端，通过电磁离合器(2)的第二离合部分(2-2)与主螺旋桨(9)进行连接，当第二离合部分(2-2)闭合连接时，ISG电机(1)转子与主螺旋桨(9)连接；

动力电池(7)分别与辅助电机(4)和ISG电机(1)连接，动力电池(7)用于为辅助电机(4)提供电能，并驱动小螺旋桨(5)为所述无人机提供动力；

动力电池(7)与ISG电机(1)连接，其中，动力电池(7)为工作状态为电动机时的ISG电机(1)提供电能，或者，动力电池(7)接受工作状态为发电机时的ISG电机(1)发出的电能并存储。

2.根据权利要求1所述的混合动力无人机，其特征在于，ISG电机(1)在发动机(3)停机时作为启动电机，其中，电磁离合器(2-1)闭合，电磁离合器(2-2)断开，动力电池(7)直接为ISG电机(1)的转子供电，由ISG电机(1)的转子带动发动机(3)的曲轴转动从而启动发动机(3)。

3.根据权利要求2所述的混合动力无人机，其特征在于，在发动机(3)工作时，ISG电机(1)保持空转；

发动机(3)通过ISG电机(1)连接主螺旋桨(9)，并为主螺旋桨(9)传递动力。

4.根据权利要求3所述的混合动力无人机，其特征在于，在发动机(3)工作时，ISG电机(1)与动力电池(7)接通，并和发动机(3)一起为主螺旋桨(9)提供动力。

5.根据权利要求3所述的混合动力无人机，其特征在于，在动力电池(7)的剩余电量低于预设门限时，闭合电磁离合器(2-1)且断开电磁离合器(2-2)。

6.根据权利要求2所述的混合动力无人机，其特征在于，发动机(3)的启动控制过程包括：

飞控***判断动力电池(7)能否有足够电能启动发动机(3)；

若是，则向电磁离合器(2-1)输出电磁离合器控制信号1，使电磁离合器(2-1)闭合，并向电磁离合器(2-2)输出电磁离合器控制信号2，使电磁离合器(2-2)断开；

根据所述无人机的飞行高度信号和飞行速度信号，确定发动机(3)启动转速；

根据所述启动转速确定ISG电机(1)的转速，其中，ISG电机(1)的转速与所述启动转速相同；

向动力电池(7)传递电流控制信号，由动力电池(7)为ISG电机(1)提供助力。

7.根据权利要求3所述的混合动力无人机，其特征在于，所述无人机的在联混合推进模式下的起飞爬升阶段的控制过程包括：

飞控***确定主螺旋桨(9)的转速(此时主螺旋桨与发动机相连，V1即为发动机转速)和4个小螺旋桨(5)的转速；

通过动力电池(7)为小螺旋桨(5)各自的辅助电机(4)提供电流；

其中，在发动机(3)启动后，ISG电机(1)断电空转，电磁离合器(2-1)和电磁离合器(2-2)通电闭合；此时，发动机(3)的曲轴输出端、ISG电机(1)转子和主螺旋桨(9)相互连接，发动机(3)直接驱动主螺旋桨(9)产生动力；同时，动力电池(7)为机翼(8)上4个辅助电机(4)提供电能，驱动4个小螺旋桨(5)为所述无人机提供动力。

8.根据权利要求4所述的混合动力无人机，其特征在于，所述无人机的在联混合推进模式下的高空全负荷爬升阶段的控制过程包括：

飞控***向发动机(3)发送转速控制信号；

并向动力电池(7)发送辅助电机电流控制信号，触发动力电池(7)为ISG电机(1)输出电能；

其中，所述无人机由4个小螺旋桨(5)和主螺旋桨(9)共同提供动力；此时，动力电池(7)为ISG电机(1)提供电能，ISG电机(1)与发动机(3)共同驱动主螺旋桨(9)。

9.根据权利要求6所述的混合动力无人机，其特征在于，所述无人机的串联发电模式下的控制过程包括：

飞控***先通过执行发动机(3)的启动控制过程，启动发动机(3)；

连接电磁离合器(2-1)，断开电磁离合器(2-2)；

控制发动机(3)直接驱动ISG电机(1)转子；

通过ISG电机(1)中的整流器，将所产生的交流电转化为直流电，为动力电池(7)充电；

其中，主螺旋桨(9)空载不工作，ISG电机(1)作为发电机为动力电池(7)充电；通过动力电池(7)为小螺旋桨(5)各自的辅助电机(4)提供电流。

10.根据权利要求5所述的混合动力无人机，其特征在于，所述无人机的纯电模式下的控制过程包括：

飞控***确定4个小螺旋桨的转动速度，并将电磁离合器(2-1)与电磁离合器(2-2)处于断开状态，发动机(3)也处于停机状态；

通过动力电池(7)为小螺旋桨(5)各自的辅助电机(4)提供电流。