Control of Coordinated Trajectories for Non-Stop Flying Carriers Holding a Cable-Suspended Load.

This thesis addresses cooperative aerial transportation of cable-suspended loads using multiple fixed-wing UAVs, which cannot hover or stop. A novel framework combines a dynamic feedback wrench controller with an optimization layer that enforces nonzero carrier velocity norm, ensur- ing continuous motion. By leveraging a time-varying grasp matrix and nullspace basis, the controller adaptively man- ages internal forces for precise load regulation while avoid- ing undesired stresses. Numerical simulations and prelim- inary small-scale experiments demonstrate robustness to disturbances, smooth convergence, and stable payload mo- tion. The results establish a foundation for future imple- mentation on real fixed-wing UAVs and advance practical applications in long-distance transport, complex trajecto- ries, and heterogeneous UAV teams.

Questa tesi affronta il trasporto cooperativo aereo di carichi sospesi via cavo utilizzando più UAV ad ala fissa, che non possono stazionare o fermarsi. Viene proposto un nuovo framework che combina un controllore dinamico del wrench con uno strato di ottimizzazione che garantisce una norma di velocità non nulla dei veicoli, assicurando un moto continuo. Sfruttando una matrice di presa vari- abile nel tempo, il controllore gestisce in modo adattivo le forze interne per regolare con precisione la posizione del carico evitando sollecitazioni indesiderate. Simulazioni numeriche ed esperimenti preliminari su piattaforme in scala ridotta dimostrano robustezza rispetto alle pertur- bazioni e convergenza degli errori sul posizionamento del carico. I risultati forniscono una solida base per implemen- tazioni future su UAV ad ala fissa reali ed aprono la strada ad applicazioni pratiche in trasporto a lungo raggio, ese- cuzione di traiettorie complesse e operazioni con team di UAV eterogenei.