双四旋翼协同吊挂系统的非线性自适应控制

作     者：刘伟 陈谋 花翔宇 

作者机构：南京航空航天大学自动化学院 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：江苏省科技计划专项资金港澳台科技合作项目(BZ2023057)资助 

主　　题：四旋翼无人机 吊挂运输 神经网络 自适应控制 预设性能 

摘      要：针对双四旋翼协同吊挂系统存在未知干扰的轨迹跟踪控制问题，提出了一种非线性自适应控制方法，实现了四旋翼无人机的轨迹跟踪和负载的摆动抑制.首先，利用达朗贝尔原理建立未知扰动下的双四旋翼协同吊挂系统模型.其次，设计一种指定时间预设性能函数对四旋翼无人机的轨迹跟踪误差进行约束，避免四旋翼无人机之间的碰撞.然后，构造一种新型辅助变量用于设计欠驱动系统的非线性控制器.同时，考虑到系统不确定和未知扰动的影响，利用神经网络逼近系统不确定以及设计自适应调节律处理外部时变扰动，以增强系统的鲁棒性.通过Lyapunov稳定性分析证明了闭环系统的所有误差都是有界的.最后，利用室内的双四旋翼吊挂运输实验平台进行实验研究，验证了该方法的有效性和实际可行性.