混亂條件下，空中作業(yè)需要克服由作業(yè)任務(wù)和對(duì)象帶來(lái)的晃動(dòng)和質(zhì)心變化等影響，例如抓取和投放物資等。北京航空航天大學(xué)“飛行器先進(jìn)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)技術(shù)”科技部重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在負(fù)責(zé)人郭雷教授帶領(lǐng)下，系統(tǒng)性地提出了復(fù)合干擾分離與估計(jì)、具有適應(yīng)可變性能的復(fù)合抗干擾控制等方法，突破了仿生優(yōu)化設(shè)計(jì)、浮動(dòng)基座變質(zhì)心高精度指向控制等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了一款空中靈巧作業(yè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。

進(jìn)行風(fēng)力干擾測(cè)試中的無(wú)人機(jī)

無(wú)人機(jī)普遍被用在人類(lèi)難以涉及的環(huán)境，比如高溫高壓等危險(xiǎn)、極端、特殊、惡劣場(chǎng)景。在高危環(huán)境中，由于外部情況復(fù)雜，操控人員如果想要進(jìn)行正常的機(jī)器操作和視頻記錄，則對(duì)無(wú)人機(jī)采集圖像的穩(wěn)定性要求極高。這就對(duì)飛控的抗干擾能力提出了新要求，如果不夠平穩(wěn)，則會(huì)出現(xiàn)“果凍”效應(yīng)。航拍領(lǐng)域中所說(shuō)的“果凍”效應(yīng)是由于機(jī)身震動(dòng)過(guò)大、減震球不合適等因素造成照片、視頻中出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，由于神似被戳動(dòng)的果凍而被成為“果凍”效應(yīng)。

因無(wú)人機(jī)的機(jī)構(gòu)振動(dòng)導(dǎo)致的“果凍”效應(yīng)，正是一種典型的飛行干擾。應(yīng)用郭雷教授的復(fù)合精細(xì)抗干擾控制方法，綜合分析模型誤差、內(nèi)部噪聲、質(zhì)心偏移以及外部擾動(dòng)等復(fù)合干擾，進(jìn)而分離識(shí)別與抑制補(bǔ)償，使得“靈巧作業(yè)”精準(zhǔn)度顯著提高。

既然叫做靈巧作業(yè)無(wú)人機(jī)，那么其靈巧程度就成了衡量關(guān)鍵。在航空航天領(lǐng)域，最有代表性的就是空間非合作目標(biāo)的在軌抓捕測(cè)試。空間非合作目標(biāo)的在軌抓捕與一般合作目標(biāo)的抓捕不同，其最主要的特點(diǎn)就是目標(biāo)具有非合作性——即不具有抓捕所需要的專(zhuān)用接口，并且不提供任何用于對(duì)其進(jìn)行抓捕的有效信息。

團(tuán)隊(duì)受邀參加2021年“中國(guó)機(jī)器人峰會(huì)”和“北京國(guó)際科技博覽會(huì)”

團(tuán)隊(duì)針對(duì)抓捕目標(biāo)的非合作特性，以抗干擾位姿估計(jì)與復(fù)合精細(xì)抗干擾控制方法為技術(shù)背景，研究抓捕非合作目標(biāo)過(guò)程中的目標(biāo)識(shí)別與捕獲控制問(wèn)題，首次完成了空中非合作目標(biāo)捕獲測(cè)試。團(tuán)隊(duì)余翔教授介紹目前達(dá)到了毫米級(jí)的末端控制精度，屬于目前已知的國(guó)際最高精度。多用于航天領(lǐng)域的“空間非合作目標(biāo)的在軌抓捕測(cè)試”首次在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域完成，這是國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)創(chuàng)新，更是靈巧無(wú)人機(jī)作業(yè)精度的體現(xiàn)。

未來(lái)，在應(yīng)急救援、感知安監(jiān)等多個(gè)領(lǐng)域，靈巧作業(yè)無(wú)人機(jī)均有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。團(tuán)隊(duì)將研究方向從任務(wù)需求場(chǎng)景出發(fā)，以系統(tǒng)總體為研究視角，經(jīng)過(guò)一體化設(shè)計(jì)，來(lái)提高靈巧無(wú)人機(jī)的作業(yè)精度。無(wú)人機(jī)的智能化升級(jí)迭代，不斷深入細(xì)分領(lǐng)域方向，也必將使得中國(guó)無(wú)人機(jī)在準(zhǔn)度、精度、安全上走在全球前列。

專(zhuān)家簡(jiǎn)介：王騰，軍事裝備科普專(zhuān)家，陸軍裝甲兵學(xué)院碩士研究生學(xué)歷，先后在中央電視臺(tái)、人民日?qǐng)?bào)從事一線軍事新聞工作，參加策劃并制作多個(gè)軍事科技專(zhuān)題。長(zhǎng)期對(duì)國(guó)內(nèi)外高科技裝備、各兵種主戰(zhàn)裝備等方面進(jìn)行科普研究，先后在《人民日?qǐng)?bào)海外版》、《法制日?qǐng)?bào)》、《科普中國(guó)》等平臺(tái)發(fā)表文章，獲“國(guó)家信息化領(lǐng)導(dǎo)小組”頒發(fā)的先進(jìn)個(gè)人獎(jiǎng)項(xiàng)。

出品：科普中國(guó)軍事科技前沿

作者：王騰

策劃：金赫

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部