双无人机-杆件运输系统的非线性协同控制

由于无人机负载能力的限制，各种特定任务需要多架无人机协作完成。在一些运输任务中，需要两架无人机共同吊起负载，这给控制问题带来了更大的挑战，因为该运输系统是欠驱动的且包含非常复杂的动态耦合。在运输杆状物体时，应仔细考虑负载的姿态、绳索的摆动运动以及无人机之间的距离，以确保系统安全。迄今为止，针对双无人机运输系统保障其运输性能的工作甚少，尤其在上述方面。本文提出了一种非线性协同控制方法，并通过严格的稳定性分析和实验结果证明了其优异性能。该方法无需区分领导者与跟随者的身份，成功实现了对两架无人机分别的有效控制，这主要归功于对系统动力学的深入分析以及控制律的精心设计。利用Lyapunov技术，所提控制器实现了无人机的同时定位与相互距离控制，同时有效消除了负载的摆动。飞行实验展示了所提非线性协同控制策略的性能。