齐俊桐，平 原

（天津大学电气与自动化工程学院，机器人与自主系统研究所，天津 300072）

1 引言

当今，无人机以自身独特的优势获得了极大的发展，在军用、警用、国土安全，灾害预警，线路巡检和影视航拍，通讯，农业，环境保护等诸多领域有着广范应用。特别是在当下人工智能的时代浪潮中，其研究成果也是日新月异，物流运输已成为无人机重要的应用方向之一。无人机作为一个理想的作业平台，吊挂飞行是其遂行任务之一。它具有灵活的机动性，可以在其它运输工具难以到达的地方，快速、高效地开展物资运输投放作业；而且无需考虑地理环境，不受陆地交通运输的管制，操作简单易上手；再者，采用吊挂形式的运输不用担心吊挂物外形的影响[1]。因次，吊挂无人机在军事和民用领域得到了越来越广泛的应用[2]。然而无人机在吊挂物体飞行时，其系统稳定性会受到来自吊挂物体摆动的影响，这也是国内外高校和研究团队关注和研究的焦点[3-5]。

2 吊挂无人机飞行控制特点

吊挂无人机是一个多变量、非线性、强耦合、时变、欠驱动的高阶耦合系统，是一个复杂的被控对象，其主要特点体现在以下几个方面[6-9]：

（1）建模难度大。对于无人平台柔性吊挂这样的多自由度复合结构的控制有着其自身特殊的技术难点，并不能通过无人机和垂吊物各自建模、控制与规划方法的简单组合来解决，而且很难建立精确的全机动力学模型，这对吊挂无人机控制系统的鲁棒性提出了极大的挑战。……