无人机技术的不断发展,使得它被应用在越来越多的方面。而随着应用场合的拓展,也对无人机性能提出了各种不同的要求。传统的燃油无人机在日益严格的环保要求下,未来发展将受到阻碍,如今备受青睐的纯电动无人机续航依然是个问题。混合动力无人机是其中的一种发展方向,无论是燃油、燃料电池、太阳能还是超级电容哪种方式的混合。本文以油电混合动力无人直升机为例,提出一种并联型混合动力系统结构,并针对系统的发动机、电机、锂电池等分析和建模,然后研究能量管理系统,以无人直升机的特点制定能量管理策略并优化。本文的主要内容包括:（1）介绍了混合动力系统的发动机、电机和电池的建模方法。发动机的试验法模型是以台架试验对速度特性和负荷特性进行测试,对发动机的万有特性查表获得。电机模型则分为电动机模式、发电机模式。研究了锂电池的内阻模型,提出了一种安时法和开路电压法的复合方法,对锂电池的SOC值进行高精度估算。（2）介绍了基于叶素动量理论的需求功率估算方法,制定飞行计划并计算出功率。比较无人机动力系统和各种混合动力系统的特点,提出同轴并联型混合动力系统,分析运行模式。根据功率平衡制定各种运行模式的切换和控制方法,并针对其中的发动机转速控制,研究了转速测量T法、滑动平均滤波方法,设计了基于STM32的测量模块和PID控制器,完成了发动机恒转速控制实验。（3）提出了无人机混合动力系统的有限状态机能量管理策略和模糊控制能量管理策略,研究了基于动态规划的优化模型和优化算法,并对算法进行了仿真,结果表明策略有效但未达预期。分析原因后对发动机和旋翼系统进行匹配,使发动机更高效工作,能量管理策略也更有效发挥作用。最终结果表明,无人机的续航时间得到大幅延长,发动机工作在低燃油消耗率区间,锂电池充放电良好。动态规划算法的优化结果验证了能量管理策略的准确性,并为进一步优化给出了指导。