1.一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，多飞行器吊挂同一负载的飞行任务中，若检测到某一飞行器失效，立即将失效的飞行器从控制系统中剔除，并解除其与负载之间的物理连接，更新各飞行器与负载之间的系绳拉力；

步骤二，将剩余有效飞行器重新编队为正多边形，确立新的方位角，分配新的相对位置偏差指令，连同更新的各系绳拉力输入到改进的有限时间外环一致性控制协议中，产生使各飞行器到达指定位置的控制分量；

步骤三，利用飞行器模型，通过控制分量反解出位置通道控制量和期望姿态角；期望姿态角输入内环改进的滑模姿态控制器中，生成姿态通道控制量；将位置通道控制量和姿态通道控制量作用到飞行器中，实时调整飞行器的位置和姿态。

2.根据权利要求1所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，步骤一中，在飞行器与负载连接的挂钩处，预装电控断开装置，当力传感器检测到某一飞行器发生故障时，控制系统向电控断开装置发送释放指令，自动打开挂钩，断开物理连接。

3.根据权利要求1所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，步骤一中，采用Udwadia‑Kalaba方程计算总的系绳拉力：；

式中， 表示系统质量矩阵与单位矩阵的直积，， 表示第 个飞行器的质量，

， 为飞行器的数量； 表示负载质量；

表示运动学约束矩阵，其中

；

表示系绳长度误差，定义为

， 为长度误差的一阶导数， 为第 个飞行器上系绳的长度，表示第 个飞行器与负载之间的位置向量差， 和 分别为第 个飞行器和负载的位置向量； 表示约束加速度项，且， 为 的一阶导数； 表示 的Moore‑Penrose伪逆； 和 为反馈控制增益系数，均为正常数； 表示加速度向量，即， 和 分别为第 个飞行器和负载的加速度向量；

通过上式计算总的系绳拉力，其中， 为矩阵，表示如下：，其中 为第 个飞行器上的系

绳上的拉力， 为沿负载到第 个飞行器的系绳的方向向量，该矩阵中前 行分别表示作用在第 个飞行器上的拉力，第 行表示所有拉力的向量和；当飞行器数量 发生变化后，相应的 也随之变化，其每一项分量也发生变化。

4.根据权利要求1所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，步骤二中，将剩余有效飞行器重新编队为正多边形，确立新的方位角，分配新的相对位置偏差指令的方法如下：为了确保负载力的均匀分布，飞行器编队采用正 边形结构，并将负载视为编队的虚拟领导者， 为飞行器的数量；第 个飞行器的坐标为：；

其中， 为虚拟领导者的位置量，  表示第 个飞行器的方位角， 是第 个飞行器上的系绳长度， 为第 个飞行器与编队中心的距离：；

当第 架飞行器发生故障时，原编号为 的故障飞行器直接剔除，剩余的 架飞行器根据其在通信拓扑中的顺序重新标号为 ；新的编队边数为 ，同时需要重新分配其余飞行器的方位角：

；

其中， 代表第 个飞行器的新方位角；

因此，第 个飞行器与虚拟领航者之间的相对坐标分量分别为， ，

；

两架飞行器 和 的水平与垂直距离分别为：；

在负载吊挂系统中，假设所有飞行器具有相同的高度，因此 ；

将得到的新的相对位置偏差项 , , , , , 连同更新的系绳拉力应用于改进的有限时间外环一致性控制协议中。

5.根据权利要求4所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，步骤二中，改进的有限时间外环一致性控制协议如下：；

其中， 为外环一致性控制协议得到的对第 个飞行器的控制量， 为各飞行器之间的位置控制增益， 为各飞行器与虚拟领导者之间的位置控制增益， 为各飞行器之间的速度控制增益， 为各飞行器与虚拟领导者之间的速度控制增益； 为飞行器的数量；

为邻接矩阵 中的元素，表示飞行器间的通信拓扑，如果飞行器 能接收到飞行器 的状态信息，则 ，否则， ； , ；

是虚拟领导者的加速度， 是虚拟领导者的速度， 是虚拟领导者的位置， 和 分别为飞行器 和 的位置， 和 为飞行器 和 的速度， 是编队形状中飞行器 和 之间的相对位置偏差， 是编队形状中飞行器 与虚拟领导者间的相对位置偏差， 是负载通过每根系绳对第 个飞行器的拉力，， 为 增益参数 ， 为第 个 飞行器上 的系绳 上的拉力 ，， 是每个飞行器能否感知到虚拟领导者的位置速度信息的判断变量，即是否能通讯， ；

通过上式计算得到 ， ， , , 分别为控制量的 , , 方向的分量。

6.根据权利要求5所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，步骤三中，当所述飞行器为四旋翼飞行器时，根据四旋翼飞行器模型得到反解公式，通过得出的控制分量 , , 反解出期望俯仰角和期望滚转角：；

其中， 为四旋翼飞行器位置通道控制量，可直接作用于飞行器个体； 为第 个四旋翼飞行器的期望俯仰角， 为第 个四旋翼飞行器的期望滚转角， 为第 个四旋翼飞行器的期望偏航角，得到的期望角度用于输入到滑模姿态控制器。

7.根据权利要求6所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，步骤三中，滑模姿态控制器采用一种改进型滑模趋近律，其形式如下：；

其中， 为滑模变量，为滑模变量的收敛速度项； 为符号函数， , , , 为趋近律调节参数，要求 、 、 、 ；

对四旋翼飞行器的姿态通道设计滑模控制器；设定姿态误差为：；

其中， 表示姿态角的误差， 表示四旋翼飞行器的滚转、俯仰、偏航三个姿态角， 表示四旋翼飞行器的滚转、俯仰、偏航三个姿态角的期望值；

定义基于PD调节的滑模面：

；

其中， 表示每个姿态通道的滑模面， ， 分别为比例调节参数和微分调节参数， 表示姿态角误差的一阶导数，根据四旋翼飞行器模型，则姿态控制器设计为：；

式中， ， 为姿态角误差的一阶导数， ，分别表示第 个四旋翼飞行器的滚转、俯仰、偏航三个姿态角的一阶导数，分别表示第 个四旋翼飞行器的滚转、俯仰、偏航三个姿态角期望角度的二阶导数； ， ， 为三个姿态通道的滑模面； ， 分别为比例调节参数和微分调节参数， ， 为符号函数， , , , 为趋近律调节参数，要求、 、 、 ； 表示姿态角误差的一阶导数； 为四旋翼飞行器模型的扰动系数， ， 和 为四旋翼飞行器绕 轴， 轴， 轴的转动惯量；

将得到的姿态通道控制量 , , 作用于每个四旋翼飞行器中，快速切换姿态角实现位置跟踪。

8.根据权利要求7所述的一种多飞行器吊挂负载编队故障恢复控制方法，其特征在于，所述四旋翼飞行器模型如下：；

式中， ， ， 分别为四旋翼飞行器位置通道的分量， ， ， 分别为四旋翼飞行器姿态通道的分量， ， ， 为四旋翼飞行器位置通道分量的一阶导数， ， ， 为四旋翼飞行器位置通道分量的二阶导数， ， ， 为四旋翼飞行器姿态通道分量的一阶导数，， ， 为四旋翼飞行器姿态通道分量的二阶导数， ， 和 为四旋翼飞行器绕 轴，轴， 轴的转动惯量， 为重力加速度， 为四旋翼飞行器的质量， 为扰动系数；

， ， 是负载分别作用在四旋翼飞行器 的 三个方向的系绳拉力； 为位置通道控制量， ， ， 分别为四旋翼飞行器 的 ， ， 姿态通道控制量；其中 ，代表四旋翼飞行器的个数；

将位置通道控制量 、姿态通道控制量 , , 和系绳拉力输入到四旋翼飞行器模型中，调整飞行器的位置和姿态。