摘 要：基于无人机吊挂物资飞行速度较低且飞控算力有限的实际情况，为无人机吊挂飞行系统的减摆控制设计了线性二次调节器（LQR），该控制器能够实现无人机的位置控制和吊挂负载的减摆控制。首先，建立了系统的动力学模型，并在平衡点处进行线性化处理；然后利用线性模型设计了 LQR 控制器；最后进行了仿真试验，仿真结果表明 LQR 控制器对无人机吊挂飞行系统取得了较好的减摆控制效果。
关键词：无人机；吊挂负载；LQR 控制器；减摆控制
DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.06.039
基金项目：湖南省自然科学基金联合基金项目（2019JJ70029）；长沙航空职业技术学院院级课题（YB2001）
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）06-0157-03
Design of Anti-Swing Control for UAV Slung-Load Flight System Based on LQR
LIU Jianshan, TANG Yi, XIE Zhiming
(Changsha Aeronautical Vocational and Technical College, Changsha 410124, China)
Abstract: Based on the actual situation that the flight speed of UAV with slung-load is low and the computing power of flight controller is insufficient, a Linear Quadratic Regulator (LQR) is designed for the anti-swing control of the UAV slung-load flight system. The controller could achieve position control of the UAV and anti-swing control of slung-load. Firstly, the dynamic model of this system is built and linearization treatment is done at equilibrium point. Then, the LQR controller is designed by using the linearization model. Finally, it carries out simulation experiments, and simulation results show that LQR controller has achieved good anti-swing control effect on UAV slung-load flight system.
Keywords: Unmanned Aerial Vehicle; slung-load; LQR controller; anti-swing control
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作者简介：刘肩山（1989—），男，汉族，江西九江人，讲师，硕士研究生，研究方向：无人机非线性控制；唐毅（1979—），男，汉族，湖南长沙人，讲师，博士研究生，研究方向：无人机飞控开发；谢志明（1981—），男，汉族，湖南株洲人，讲师，硕士研究生，研究方向：无人机应用与系统开发。