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公开(公告)号：CN116931592A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202311081062.5
申请日：2023-08-25
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种悬挂运输工具的无人机系统的鲁棒控制方法，构建无人机系统的系统动力学模型，定义无人机系统的误差变量，根据系统动力学模型和误差变量设置无人机系统的工具位置、工具摆动以及无人机姿态的误差动力学模型，根据工具位置误差动力学模型和工具摆动误差动力学模型，利用自适应反步滑模方法设计得出工具位置控制律和工具摆动控制律并计算无人机的虚拟控制力，根据无人机的虚拟控制力和无人机的姿态误差动力学模型，设计无人机姿态动力学的鲁棒观测器并计算无人机的控制输入力矩和无人机的总升力，根据无人机的总升力和控制输入力矩控制无人机运动。该方法可确保悬挂的运输工具在强耦合、不确定性和外部干扰下遵循给定的期望轨迹。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116107212A
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202310117578.4
申请日：2023-02-15
Applicant: 湖南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及机器人控制技术领域，具体为一种基于切换策略的空中作业机器人力位混合控制方法，包括：1、构建空中作业机器人系统，并对其进行动力学建模分析，得到空中作业机器人的动力学模型；2、定义位置跟踪误差和位置滑模变量，设计额外力估计器；3、设计位置环控制力；4、设计接触状态下的力/位混合控制策略；5、设计额外力矩估计器和几何姿态控制器；6、建立自由飞行状态和接触状态下的力/位混合控制策略，并依据位置环控制力、姿态控制器和力/位混合控制策略，实现空中作业机器人与环境力位混合交互接触的检测控制。本发明方法能在无力/力矩测量信息的情况下，保障空中作业机器人系统整体稳定性和精确力交互能力。
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公开(公告)号：CN119734310B
公开(公告)日：2025-05-06
申请号：CN202510251944.4
申请日：2025-03-05
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种刚柔软一体化的空中接触式作业机器人及控制方法，机器人包括全驱型无人机平台、单自由度的全向转动刚性机构和单节软体臂；控制方法包括构建坐标系并建立空中接触式作业机器人系统正运动学模型；构建单节软体臂的逆运动学模型；基于单节软体臂的逆运动学模型，设计出基于强化学习的自适应逆运动学控制算法；建立全驱型无人机平台动力学模型，并设计基于扩展卡尔曼滤波估计器的非线性模型预测控制方法，能约束全驱型无人机平台侧向力输入，保障全驱型无人机平台在额外扰动情况下的精准跟踪。从而利用全驱型无人机平台的运动控制方法和软体臂逆运动学控制算法，实现受限环境下空中灵活操纵。
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公开(公告)号：CN117566111A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202410063625.6
申请日：2024-01-17
Applicant: 湖南大学
IPC: B64D47/00 , B64U10/16 , B64U20/87 , B64U101/26 , B64U101/30
Abstract: 本发明公开了一种面向复杂环境的全向接触式作业空中机器人，包括旋翼无人机以及通过翻转架搭载在旋翼无人机上的作业杆；翻转架包括翻转环和固定内环，固定内环与旋翼无人机固定，翻转环套在固定内环外周并与固定内环之间转动装配，翻转环通过传动机构与相对旋翼无人机固定的驱动部件连接；作业杆与翻转环固定连接并从翻转环外周侧面伸出，末端设有末端作业机构，翻转环在远离作业杆一侧的外圈设置电池，作为作业杆翻转摆动过程中的配重。本发明提供的一种全方向空中作业机器人解决了现有旋翼无人机对空中接触式探测与维护任务存在的不足，具有结构紧凑、控制灵活，能够对复杂设施环境进行远程接触式检测，且具有较高抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN116088557B
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310332102.2
申请日：2023-03-31
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种全驱动型六旋翼无人机位姿控制方法及装置，其该方法利用位置控制器，保证无人机对给定期望位置的精确跟踪；此外，还设计姿态生成器，进而根据设定的三种姿态策略姿态生成对应不同场景下的姿态；设计基于旋转矩阵的姿态控制器，以保证姿态的准确跟踪；最后采用反馈线性化控制，其根据线加速度误差、角加速度误差计算电机转子的转速，用以控制转子固定倾斜的全驱动型多旋翼无人机运动。本发明针对转子固定倾斜的全驱动型六旋翼无人机设计了对应的位姿控制方法，保证了转子固定倾斜的全驱动型六旋翼无人机控制的稳定性、可靠性和抗干扰性，容易拓展成空中接触式作业机器人的控制器，便于在工程上实现。
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公开(公告)号：CN115533915A
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202211295356.3
申请日：2022-10-21
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种不确定环境下空中作业机器人主动接触检测控制方法，包括构建与环境主动接触检测的空中作业机器人系统并进行动力学建模分析；设计额外弯矩估计器估计接触交互力/力矩；引入二阶弹簧‑质量‑阻尼模型建立理想接触力与空中作业机器人位置之间的动态关系，进而设计基于时变刚度系数的力跟踪阻抗控制策略，得出计算修正后的位置命令轨迹；根据修正后的位置命令轨迹、命令姿态、空中作业机器人的动力学模型和额外弯矩估计器设计空中作业机器人位姿控制率表达式，得到空中机器人位姿控制率；结合空中作业机器人系统中的转子转速与推力/转矩之间的转换表达式得到转子转速，以使空中作业机器人完成不确定环境下的主动接触检测任务。
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