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公开(公告)号：CN115366109B
公开(公告)日：2024-11-15
申请号：CN202211164762.6
申请日：2022-09-23
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明涉及一种旋翼飞行机械臂复合分层抗干扰方法，在旋翼飞行机械臂执行空中操作任务时，由于其存在较强的内部动态耦合和质心偏移，以及自身的模型不确定性和基座浮动等问题。针对存在的多源干扰影响，本发明提出了三个子控制器，在无人机控制方面，包括一个鲁棒H∞位置控制器，用于处理施加在无人机位置环的动态耦合力。一个复合自适应抗干扰控制器来保证无人机姿态环的控制精度，在机械臂控制方面，采用一个基于势场的运动学控制器来抑制基座浮动。本发明可以保证无人机在悬停状态下完成对目标物体的精准抓取。
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公开(公告)号：CN113618743A
公开(公告)日：2021-11-09
申请号：CN202110993793.1
申请日：2021-08-27
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明涉及一种针对多源干扰的无人机机械臂末端位姿控制方法，目标是实现特种无人机系统在多源干扰的情况下末端高精度控制。首先，建立特种无人机机械臂末端位姿控制系统多源干扰模型，其次针对系统标称模型设计鲁棒H∞控制器；然后针对多源干扰，设计干扰观测器，对外部干扰和模型不确定性进行估计和补偿；最后，通过合理的选取鲁棒H∞控制器和干扰观测器的参数，保证了机械臂末端位姿的高精度控制。本发明基于复合分层抗干扰控制架构，实现了特种无人机系统在多源干扰下机械臂末端的高精度位姿控制，适用于应急救援、狭小空间内非合作目标捕获等特种任务。
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公开(公告)号：CN115366109A
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202211164762.6
申请日：2022-09-23
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明涉及一种旋翼飞行机械臂复合分层抗干扰方法，在旋翼飞行机械臂执行空中操作任务时，由于其存在较强的内部动态耦合和质心偏移，以及自身的模型不确定性和基座浮动等问题。针对存在的多源干扰影响，本发明提出了三个子控制器，在无人机控制方面，包括一个鲁棒H∞位置控制器，用于处理施加在无人机位置环的动态耦合力。一个复合自适应抗干扰控制器来保证无人机姿态环的控制精度，在机械臂控制方面，采用一个基于势场的运动学控制器来抑制基座浮动。本发明可以保证无人机在悬停状态下完成对目标物体的精准抓取。
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公开(公告)号：CN113703320A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202110994016.9
申请日：2021-08-27
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明涉及一种抗干扰和饱和特性的飞行机械臂位姿控制方法，针对环境外力及机械臂运动特性影响飞行机械臂控制精度问题，首先构建含有环境外力及机械臂运动特性的飞行机械臂耦合动力学方程，其次，针对机械臂与无人机间的耦合作用设计对应估计器，再次，针对外力干扰，设计外力干扰观测器；然后，针对耦合作用估计误差和外力观测误差，设计抗饱和控制器进行抑制；最后通过求取抗饱和控制器、耦合估计器与外力观测器控制增益，设计复合分层抗干扰控制器，完成多源干扰下的飞行机械臂抗干扰位姿控制；本方法能够显著提高采用直流电机执行机构的多旋翼飞行机械臂位姿控制精度，可用于飞行机械臂等多旋翼无人系统的高精度位姿控制。
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公开(公告)号：CN115657474B
公开(公告)日：2024-05-24
申请号：CN202211234617.0
申请日：2022-10-10
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明提供一种针对人机协同运输的飞行机械臂柔性交互控制方法，以解决人机交互外力及无人机的动力学特性影响飞行机械臂控制精度和飞行安全，首先构建含有人机交互外力及无人机动力学特性的飞行机械臂耦合动力学方程，其次，设计以机械臂末端夹爪为接触点的交互外力估计器，再次，针对交互外力和不同任务所需的柔性策略，搭建导纳滤波器以重构机械臂末端的期望位置；然后，设计模型预测控制将机械臂末端的期望位置映射到无人机和每个关节舵机的轨迹；本发明能够显著改善多旋翼飞行机械臂在人机协同作业中的交互刚度，可用于机器人领域特种作业无人机、飞行机械臂等多旋翼无人系统的人机交互和协同作业。
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公开(公告)号：CN115657474A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211234617.0
申请日：2022-10-10
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明提供一种针对人机协同运输的飞行机械臂柔性交互控制方法，以解决人机交互外力及无人机的动力学特性影响飞行机械臂控制精度和飞行安全，首先构建含有人机交互外力及无人机动力学特性的飞行机械臂耦合动力学方程，其次，设计以机械臂末端夹爪为接触点的交互外力估计器，再次，针对交互外力和不同任务所需的柔性策略，搭建导纳滤波器以重构机械臂末端的期望位置；然后，设计模型预测控制将机械臂末端的期望位置映射到无人机和每个关节舵机的轨迹；本发明能够显著改善多旋翼飞行机械臂在人机协同作业中的交互刚度，可用于机器人领域特种作业无人机、飞行机械臂等多旋翼无人系统的人机交互和协同作业。
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公开(公告)号：CN113618743B
公开(公告)日：2022-08-23
申请号：CN202110993793.1
申请日：2021-08-27
申请人： 北京航空航天大学杭州创新研究院
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明涉及一种针对多源干扰的无人机机械臂末端位姿控制方法，目标是实现特种无人机系统在多源干扰的情况下末端高精度控制。首先，建立特种无人机机械臂末端位姿控制系统多源干扰模型，其次针对系统标称模型设计鲁棒H∞控制器；然后针对多源干扰，设计干扰观测器，对外部干扰和模型不确定性进行估计和补偿；最后，通过合理的选取鲁棒H∞控制器和干扰观测器的参数，保证了机械臂末端位姿的高精度控制。本发明基于复合分层抗干扰控制架构，实现了特种无人机系统在多源干扰下机械臂末端的高精度位姿控制，适用于应急救援、狭小空间内非合作目标捕获等特种任务。
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