控制理论与应用

作者：梁潇,王杨,何慰,孙宁,方勇纯

单位：南开大学机器人与信息自动化研究所,南开大学机器人与信息自动化研究所,南开大学机器人与信息自动化研究所,南开大学机器人与信息自动化研究所,南开大学机器人与信息自动化研究所

关键词：协同吊运系统; 非线性欠驱动系统; 基于能量分析方法; 拉塞尔不变性原理

基金：国家自然科学基金项目(61903200, 61873132, 91848203), 天津市自然科学基金项目(19JCQNJC03500), 中国博士后科学基金项目(2020M670632), 中央高校基本科研业务费项目(63201194)资助.

旋翼无人飞行器具有灵活性强、机动性高的特点, 能够在复杂环境下运送由于地形限制地面机器人所无法处理的物品. 然而, 当单个飞行器难以完成任务时, 需要多飞行器协同运作以提高系统的运送能力. 相比单飞行器吊运系统而言, 多飞行器协同系统具有更高的自由度, 更为复杂的系统动态耦合; 这就为实际控制带来了巨大挑战.在本文中, 作者提出了一种基于能量分析的控制方法. 首先构造储能函数, 在此基础上设计了控制输入, 可依据实际需求选择控制增益, 确保控制量在约束范围内; 同时避免期望姿态的奇异性问题. 随后, 对闭环系统稳定性进行了分析. 在与现有方法的仿真对比中可以看出, 该控制律具有良好的控制性能, 对不确定参数和外界干扰表现出了较好的鲁棒性.

来源：2020年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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