恭喜南京信息工程大学臧强获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京信息工程大学申请的专利一种多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119717863B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510228786.0,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权一种多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制方法是由臧强;侍经纬;李瑞;刘云平;龚毅光;范志勇;张永宏;徐梁;张婷婷;柏宗春;方卫华设计研发完成,并于2025-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制方法,通过有限时间超螺旋滑模观测器对负载误差及其集总扰动进行观测补偿,构建有限时间滑模控制器,确定控制负载运动的总拉力,求解最优拉力分配方案;引入外部扰动,以负载为虚拟领导,构建领导跟随集群模型,设计有限时间降阶比例微分观测器和有限时间控制器,进行编队有限时间控制,确定每架无人机的期望轨迹;引入执行器故障模型和虚拟控制量,构建无人机动力学模型并引入集总扰动重构状态误差系统;设计有限时间降阶广义参数估计观测器和有限时间非奇异终端积分滑模容错控制器,进行无人机位置回路控制和姿态回路控制,实现多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制。
本发明授权一种多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制方法在权利要求书中公布了:1.一种多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)构建多源扰动的负载动力学模型;设计有限时间超螺旋滑模观测器,对多源扰动的负载动力学模型的误差和负载的集总扰动进行观测补偿;根据负载动力学模型的误差的观测值和负载的集总扰动的观测值,构建基于改进幂次趋近律的有限时间滑模控制器,确定控制负载运动的总拉力;(2)以总拉力最小化为目标函数,根据拉力平衡和绳索拉力上限设置约束条件,求解最优拉力分配方案,确定每架无人机的拉力;(3)引入外部扰动,以负载为虚拟领导,构建Leader-Follower领导跟随集群模型,针对该模型,设计有限时间降阶比例微分观测器,根据有限时间降阶比例微分观测器的估计值设计有限时间控制器,进行编队有限时间控制,确定每架无人机的期望轨迹;(4)考虑绳索对无人机的反作用拉力、空气摩擦力、外部风扰和多源扰动因素,引入执行器故障模型和虚拟控制量,构建无人机动力学模型,根据无人机位置姿态信息及其跟踪信号信息,确定无人机状态误差系统,引入集总扰动重构状态误差系统;(5)针对引入集总扰动重构状态误差系统,结合线性回归和动态回归扩展技术,设计有限时间降阶广义参数估计观测器和无速度传感器的有限时间非奇异终端积分滑模容错控制器,进行无人机位置回路控制和姿态回路控制,实现多无人机吊挂运输系统有限时间自抗扰控制;步骤(1)中,所述有限时间超螺旋滑模观测器为 ;其中,表示负载期望位置和实际位置的误差,为有限时间超螺旋滑模观测器对误差的观测值;为的一阶导数;为有限时间超螺旋滑模观测器对误差导数的观测值;为的一阶导数;为有限时间超螺旋滑模观测器对负载的集总扰动的观测值;为的一阶导数;表示符号函数;、、为正常数,满足,,,为负载的集总扰动的导数;表示负载的重量;、、分别表示在x、y、z轴方向上的分力,表示所有无人机通过绳索提供给负载的总合力;,表示x、y、z轴方向;基于改进幂次趋近律的有限时间滑模控制器为 ; ; ; ;其中,为滑模面函数;、、为滑模参数,且,;、为趋近律参数,且,;表示绝对值;是总拉力的向量表示,、、分别是沿着x轴、y轴和z轴的单位向量;表示第i架无人机通过第i根绳索对负载施加的拉力。
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