多无人机吊挂负载运输系统的非线性鲁棒控制设计

作     者：鲜斌 王光怡 蔡佳明 

作者机构：天津大学电气自动化与信息工程学院 

出 版 物：《吉林大学学报(工学版)》 (Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition))

年 卷 期：2022年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目（2018YFB1403900） 国家自然科学基金项目（91748121，90916004） 

主　　题：控制理论与控制工程 多无人机 吊挂负载 几何控制 非线性控制 鲁棒控制 

摘      要：多无人机吊挂负载运输是一种新型的空中运输方式。本文针对系统中负载的位置跟踪和姿态控制问题，提出了一种新型非线性鲁棒控制策略。在存在未知外界扰动和考虑系统内部状态耦合的基础上，基于拉格朗日力学建立了多无人机吊挂负载运输系统的动力学模型。随后设计了一种基于误差符号函数积分（RISE）和几何控制方法的非线性鲁棒控制策略，用于补偿未知外界扰动的影响，实现了对负载位姿的精确控制。基于Lyapunov方法的稳定性分析证明了闭环系统的稳定性和吊挂负载跟踪误差的渐近收敛。仿真结果表明，本文提出的控制策略可以实现良好的轨迹跟踪效果，并对外界干扰有较好的鲁棒性。