The invention provides a lifting swing suppression method for an unmanned aerial vehicle hoisting and transportation system, which belongs to the technical field of flexible body motion control. The specific process of the restraining method includes: step 1: setting up a closed-loop controller for UAV position; step 2: setting up an instruction shaping device according to the principle of vibration restraint of under-damped system when the parameters of hoisting components are determined; step 3: setting up a double closed-loop controller; step 4: combining the instruction shaping device of step 2 with the double closed-loop controller of step 3, forming a band with two closed-loop controllers. Double closed-loop control system with command shaper. The restraining method of the invention realizes the effective restraint of the swing angle of the lifting component of the UAV hoisting system.
【技术实现步骤摘要】
一种无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法
本专利技术涉及一种无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,属于挠性体运动控制
技术介绍
在无人运输领域,成本较低的自动导引运输车在对人员、设备和运输的货物不构成威胁的情况下,已经能够在一些狭窄的生产通道中安全行驶。随着技术的发展,脱离了地面的无人机运输也已成功应用到军事和民用的很多方面。随着无人机市场的持续增长,货物运输方面的应用越来越受到关注。无人机吊装运输系统主要应用于交通不便的地方,包括快递的运输,以及灾害中(洪水、地震、火灾等其他)给受灾群众提供救给帮助,具有快捷、安全等优点。常见的无人机分为固定翼、直升机和多旋翼方式,其中四旋翼无人机工作稳定、操控灵活,可以在搜索、监视和运输上发挥重要作用。当运输货物的形状不规则或者体积较大时,固定夹持的安装方式无法适用,对于此类负载,可以通过绳索吊装的方式实现运输。无人机的吊装部件(或负载)通过柔性绳索与无人机相连,随着无人机的运动,吊装部件会产生摆动,进而对无人机的位置跟踪精度产生影响,甚至会影响其运动的稳定性;另外,对于某些应用场合,出于对吊装部件的保护,不允许其自身产生较大的摆动;另一方面,传统的基于模型的指令整形方法,依赖于对吊装部件的精确建模,而对于实际系统,由于吊装绳长、形状不规则等因素的存在,无法仅仅依靠传统的指令整形实现精确消摆。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有无人机控制系统方法无法精确消摆的问题,为了抑制无人机吊装部件的摆动,提出了一种无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,所采取的技术方案如下:一种无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,所述抑制方法的 ...
【技术保护点】
1.一种无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,其特征在于,所述抑制方法的具体过程包括:步骤一、建立无人机位置闭环控制器,利用所述无人机位置闭环控制器使无人机的运动位置在不悬挂吊装的情况下符合预期设置;步骤二、在吊装部件参数确定的情况下,根据欠阻尼系统的震荡抑制原理,建立指令整形器,利用指令整形器对无人机的吊装部件产生的摆角进行抑制;步骤三、在实际系统存在参数摄动或其他系统不确定性时,利用无人机吊装运输系统的实际吊装摆角与基于标称模型计算得到的理论摆角之间的差值,建立双闭环控制器;步骤四、将步骤二的指令整形器与步骤三的双闭环控制器结合,构成带有指令整形器的双闭环控制系统,利用所述带有指令整形器的双闭环控制系统的闭环控制实现存在系统不确定性的情况下,无人机吊装系统吊装部件摆角的有效抑制。
【技术特征摘要】
1.一种无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,其特征在于,所述抑制方法的具体过程包括:步骤一、建立无人机位置闭环控制器,利用所述无人机位置闭环控制器使无人机的运动位置在不悬挂吊装的情况下符合预期设置;步骤二、在吊装部件参数确定的情况下,根据欠阻尼系统的震荡抑制原理,建立指令整形器,利用指令整形器对无人机的吊装部件产生的摆角进行抑制;步骤三、在实际系统存在参数摄动或其他系统不确定性时,利用无人机吊装运输系统的实际吊装摆角与基于标称模型计算得到的理论摆角之间的差值,建立双闭环控制器;步骤四、将步骤二的指令整形器与步骤三的双闭环控制器结合,构成带有指令整形器的双闭环控制系统,利用所述带有指令整形器的双闭环控制系统的闭环控制实现存在系统不确定性的情况下,无人机吊装系统吊装部件摆角的有效抑制。2.根据权利要求1所述无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,其特征在于,步骤一的具体过程包括:第一步、对无人机进行建模,得到无人机在X、Y和Z方向上的运动模型;第二步、分别对X、Y和Z方向上的运动模型给予阶跃输入,采用无人机位置闭环控制器调整无人机吊装运输系统的性能,其中,所述无人机位置闭环控制器采用PID控制器。3.根据权利要求1所述无人机吊装运输系统吊装摆动抑制方法,其特征在于,步骤二所述利用指令整形器对无人机的吊装部件产生的摆角进行抑制的具体过程包括:步骤1、根据欠阻尼系统的震荡抑制原理,确定出所述指令整形器的脉冲的幅值Ai和脉冲加入的时间ti;步骤2、建立吊装部件的模型,并选用与所述吊装部件的模型相适配的整形方式;利用指令整形器对速度输入信号进行整形处理,并输出整形后的速度信号;步骤3、利用所述整形后的速度信号对吊装部件产生的摆角进行抑制;步骤4、在吊装部件参数确定的情况下,利用仿真手段验证指令整形器的摆角抑制效果,获得加入...
【专利技术属性】
技术研发人员:霍鑫,刘清泉,陈瑾瑜,李晨星,吴瑷菁,张媛媛,赵辉,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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