一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂末端控制方法技术

本发明专利技术涉及一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂末端控制方法，针对环境外力、机械臂摆动等影响飞行机械臂控制精度问题，首先构建含有环境外力、机械臂摆动的飞行机械臂耦合动力学方程；其次，针对机械臂与无人机间的耦合作用设计对应估计器；再次，针对此类多源干扰，设计双干扰观测器；然后，针对干扰的方向与期望运动轨迹的夹角，设计精细抗干扰控制器进行补偿或者利用；最后通过一体化协调运动规划器，同时规划无人机和机械臂的运动，完成多源干扰下的飞行机械臂高精度运动控制；本方法能够显著提高采用直流电机执行机构的多旋翼飞行机械臂位姿控制精度，可用于飞行机械臂等多旋翼无人系统的高精度协调运动控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于特种作业无人机控制领域，具体涉及一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂末端控制方法，适用于搭载多自由度机械臂且需要实现高精度位姿控制的多旋翼飞行无人系统。

技术介绍

1、近年来随着多旋翼无人机的应用不断丰富，任务复杂度日益提升，要求多旋翼无人机搭载功能性更强的多自由度机械臂作为特种任务载荷。此外，随着多旋翼无人机系统的任务和场景逐渐复杂，对机械臂末端执行器位姿控制提出了更高要求，需要结构更轻、更加灵活的机械臂以实现高精度物体抓取；从续航时间和无人机稳定性要求来说，搭载机械臂和末端执行器的质量体积均有严格限制，因此上述机械臂和末端夹爪通常采用轻型高强度的多自由度机械结构设计；同时，机械臂自由度的增加使得无人机与机械臂间的耦合作用变得复杂，还导致整个飞行机械臂系统的质心和惯量发生变化，严重影响飞行机械臂系统位姿控制精度。

2、此外，针对多源干扰条件下的飞行机械臂抗干扰高精度控制一直是特种作业无人机研制中的关键技术。无刷直流电机是无人机姿态控制系统中最重要的执行部件之一，无人机位置控制的精度决定着机械臂末端的控制精度。常规的共轴多旋翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂位姿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抗多源干扰和饱和特性的飞行机械臂位姿控制方法，其特征在于，所述步骤一包括：

3.根据权利要求1所述的一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂末端控制方法，其特征在于，所述步骤二中，有模型干扰由下述模型表征：

4.根据权利要求1所述的一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂末端控制方法，其特征在于，所述步骤三包括：

5.根据权利要求1所述的一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂位姿控制方法，其特征在于，所述步骤四包括：

【技术特征摘要】

1.一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂位姿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种抗多源干扰和饱和特性的飞行机械臂位姿控制方法，其特征在于，所述步骤一包括：

3.根据权利要求1所述的一种抗多源干扰和协调运动规划的飞行机械臂末端控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余翔，刘钱源，郭克信，郭雷，王萌，范大东，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：