题目：太阳能无人机能源优化研究

太阳能无人机作为高空飞行平台，与其他常规飞行器相比具有无可替代的优势，不污染大气，成本低廉，覆盖区域大，应用范围广，而如何实现太阳能无人机不间断飞行这个目标，成为了多国竞相研究的热点。本论文以太阳能无人机能源优化研究为中心，对其能源流动系统进行建模，重点讨论了太阳能电池功率转换算法，建立仿真平台，设计了太阳能无人机电池优化布局方案和飞行轨迹优化方案，继而实现无人机更持久的飞行。具体包括以下研究内容：

（1）基于太阳能无人机能流模型的三大模块即能量获取模块、能量消耗模块和储能电池模块展开分析，建立了基本能源流动图。以现有较为成熟的太阳电池组阵、线损、蓄电池、电动机及螺旋桨为基础，建立相应的基础模型。重点设计了太阳能电池阵列输出功率的流程，对各个环节及相关参数进行分析讨论，并建立了仿真平台，运用Matlab编写仿真程序，实现太阳能无人机能源分布仿真。

（2）采用遗传算法对太阳能电池的布局进行优化连接。通过电池功率损耗和优化约束条件分析，比较几种优化算法，采用一种易于解决非线性、大空间、不易陷入局部寻优问题的算法，将实际的组态优化问题转化成可用计算机处理的数学模型进行编程优化，得到的输出功率仿真结果，经验证分析有显著提升。

（3）太阳能无人机飞行轨迹优化设计。建立了太阳能无人机的运动模型，明确了轨迹优化函数和约束条件，并分别从爬升阶段、平飞蓄能阶段和滑翔阶段对飞行轨迹的影响因素进行讨论，经过大量的理论分析和仿真实验对比，分别给出了不同阶段的优化设计方法，并确定了优化框架。

最后，论文对太阳能无人机飞行轨迹优化设计进行了仿真验证。仿真实验结果表明，运用优化过的策略实施，能流效率得到有效提升，最终实现了显著增加巡航时间的设计目标。太阳能无人机能源优化的研究成果为工程实际设计与实现奠定了基础。