多旋翼无人机协同运输与操纵悬吊载荷的非线性模型预测控制方法

本发明公开了一种多旋翼无人机协同运输与操纵悬吊载荷的非线性模型预测控制方法，首先建立了包含载荷、电缆及旋翼无人机在内的系统动力学模型，该模型基于SE(3)×S²×SO(3)流形。随后，提出了轻量级的NMPC方法，该方法通过优化电缆张力分布来操纵载荷，同时考虑载荷动力学和执行器约束。关键创新点在于利用系统冗余在NMPC框架内设计了二次任务约束，如无人机间最小距离约束和避障约束，确保在操纵载荷的同时实现附加任务。为降低计算复杂度和提高实时性，本发明采用了仅包含载荷六自由度状态的状态向量参数化方法。