基于观测器的参数估计与水动力惯性建模用于不定惯性负载的多四旋翼协同运输
系统与控制
2026-03-02 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
我们解决的是在带有时变质量和惯性的合作空中运输中进行负载参数估计的问题，典型情况包括携带流体的有效载荷。采用多四旋翼-负载动力学的内在流形模型，我们将几何跟踪控制器与参数识别观测器相结合。我们从可测量的运动学和给定力量中估计质量，并通过一种惯性替代方案来处理可变惯性问题，该替代方案能够再现负载的旋转动力学，用于控制和状态传播。我们不直接识别真实惯性张量（由高维内部流动驱动），而是利用已知罐体几何和流体力学结构预先计算惯性张量，并通过填充水平和姿态角索引的查表法进行更新。该替代方案通过在负载参考系中的不可压缩 Navier-Stokes 方程得到论证：当有效驱动力以重力为主导时（即平移/旋转加速度，尤其是加速度率受限），流体趋近于水动力平衡状态，自由面良好地近似为垂直于身体坐标系重力方向的平面。
引用
@article{arxiv.2602.24260,
title = {Observer-Based Estimation and Hydrostatic Inertia Modeling for Cooperative Transport of Variable-Inertia Loads with Quadrotors},
author = {Jacob Goodman and Leonardo Colombo and Juan Giribet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.24260},
year = {2026}
}