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旋翼飞行机械臂(rotorcraft aerial manipulator,RAM)系统是安装在飞行机器人上的可操作型机械臂,悬停模式下执行准确的空中操作时旋翼无人机与所加机械臂之间存在相对扰动,通过分离机械臂与飞行机器人进行动力学建模并不能有效消除这种扰动。本文基于对相互扰动力学作用的分析建立整体动力学模型,并在悬停飞行模式下将其简化为线性控制参考模型。进而对旋翼系统控制延时所引起的动力学扰动进行补偿,同时设计预测控制器来消除末端执行器的位置和姿态误差。最后,在存在内部和外部扰动的情况下,设定销钉插入操作任务进行控制方法的对比仿真。末端执行器位姿偏差的仿真结果表明了模型结构与控制方法的有效性。  相似文献
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针对飞行机械臂系统的接触力控制问题, 本文首先从理论上证明了闭环无人机系统具有与弹簧-质量-阻尼系统一致的动态特性. 基于飞行机械臂接触状态下力的分析, 得到了无人机水平前向接触力与系统重力和俯仰角之间的动态关系, 进而分析出接触力 控制可以不使用力传感器来实现. 根据阻抗控制思想, 提出了飞行机械臂系统接触力控制方法, 即通过同时控制位置偏差和对 应姿态角度来实现接触力的控制. 给出了单自由度飞行机械臂系统动力学模型, 对应分析出系统的稳定性. 开发了基于四旋翼 飞行器的单自由度飞行机械臂系统, 并进行了实际的飞行实验, 验证了所提出接触力控制方法的有效性, 同时也证实了所开发 系统的可靠性.  相似文献
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