Cable-Suspended Load的敏捷与合作空中操控

四旋翼机可将悬挂负载送达高速硬达不到的位置。由于单个四旋翼机的有效载荷有限，使用多台四旋翼机协作操控重型物体是可扩展且有前景的解决方案。然而，现有的多吊系统控制算法仅实现低速低加速度运动，由于四旋翼机与负载之间复杂的动力耦合，限制了其在搜索救援等时间关键任务中的应用。本文提出显著提升Cable-Suspended多吊系统敏捷性的解决方案。不同于传统级联式解决方案，本文引入一种基于轨迹的框架，联合考虑四旋翼机与负载之间的动力耦合效应和约束，联合解决整个躯干动力学运动规划问题。所规划轨迹以滚动时域方式提供给四旋翼机作为参考，并由 onboard控制器跟踪并观测并补偿缆索张力。实际实验表明，本框架的加速度至少比现有方法高出八倍，可跟随敏捷轨迹。该方法甚至能够执行如高速通过狭窄通道等复杂机动。此外，它对负载不确定性具有高度鲁棒性，无需为负载添加任何传感器，显示出强大的实用性。