多旋翼无人机吊挂运载控制方法和系统技术方案

本申请为多旋翼无人机绳索吊挂运载系统提供控制方法和系统。多旋翼无人机飞行会诱导绳索吊挂负载产生持续振荡，吊挂负载的振荡还会对无人机姿态有很大影响，严重影响空中运载效率和安全飞行。本申请提供一种新型混合控制方法，可以同时对无人机姿态和吊挂负载的振荡实现有效控制。这种混合控制方法包括：双吊挂机械结构、前置滤波器、和闭环控制器。双吊挂机械结构产生全耦合效果，可以抑制外扰动引起系统振荡。前置滤波器利用自身陷波滤波功能控制吊挂负载振荡。闭环控制器利用实时检测到的无人机飞行姿态信息形成闭环控制回路实现对姿态跟踪控制。本申请给出使用所提出的混合控制方法在多旋翼无人机吊挂运载系统和方法的实现方案。

【技术实现步骤摘要】
多旋翼无人机吊挂运载控制方法和系统
本专利技术涉及对多旋翼无人机绳索吊挂运载系统控制方法和系统，来达到安全运载的目的。使用前置滤波器抑制负载振荡，使用闭环控制器控制无人机姿态，使用双绳吊挂机械结构提供的全耦合效果来实现对外扰动抑制的目的。
技术介绍
重型货物空中吊挂运输，不需要考虑飞行器装载体积和货物外形匹配的问题，可以克服地形限制，高效远距离运载较大体积货物。多旋翼无人机可以作为空中吊车使用。体积较大的负载通过绳索吊挂在无人机底部。无人机飞行过程中，会诱使负载产生持续振荡。负载振荡还会与无人机姿态运动产生耦合，对无人机吊挂运载系统的工作效率和安全运载都有很大影响。迫使该系统只能在较低飞行速度下工作。国内外现有的空中吊车振荡控制方法：主动装置、闭环反馈控制、inputshaping和commandsmoothing。1973年美国直升机学会会刊报道过在负载上安装振荡抑制机械装置，可以有效抑制负载振荡。但是，这种在负载上安装的振荡抑制机械装置，增加了系统复杂性。1973年美国飞机学报最早提出过通过检测负载振荡状态反馈给闭环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多旋翼无人机绳索吊挂运载的控制方法，包括：/n步骤10、无人机通过双绳吊挂机械结构实现运载过程，第一根绳索的吊挂点与无人机质心的位置矢量是LxDx+LyDy+LzDz，第二根绳索的吊挂点与无人机质心的位置矢量是-LxDx-LyDy+LzDz，其中DxDyDz是无人机的机体坐标系，Lx、Ly、Lz是三个方向上距离；/n步骤20、将操作者发出的操纵指令送两个串联的前置滤波器，对原始操纵指令进行滤波处理；/n步骤30、滤波处理后的操纵指令作为闭环控制器输入，通过传感器测量无人机姿态的实际值，闭环控制回路动态调整，保证无人机姿态渐进稳定。/n

【技术特征摘要】
1.多旋翼无人机绳索吊挂运载的控制方法，包括：
步骤10、无人机通过双绳吊挂机械结构实现运载过程，第一根绳索的吊挂点与无人机质心的位置矢量是LxDx+LyDy+LzDz，第二根绳索的吊挂点与无人机质心的位置矢量是-LxDx-LyDy+LzDz，其中DxDyDz是无人机的机体坐标系，Lx、Ly、Lz是三个方向上距离；
步骤20、将操作者发出的操纵指令送两个串联的前置滤波器，对原始操纵指令进行滤波处理；
步骤30、滤波处理后的操纵指令作为闭环控制器输入，通过传感器测量无人机姿态的实际值，闭环控制回路动态调整，保证无人机姿态渐进稳定。


2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤20还包括，所述第一个前置滤波器是脉冲序列和连续函数的复合函数：



其中：



π是圆周率常数，ω1是...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，朱阔，邢包钢，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11