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龙图腾网获悉东南大学申请的专利四旋翼无人机抗饱和及干扰的位置和姿态跟踪控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116954240B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310700894.4，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权四旋翼无人机抗饱和及干扰的位置和姿态跟踪控制方法是由王翔宇;王继;刘维明;王国栋;李世华设计研发完成，并于2023-06-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本四旋翼无人机抗饱和及干扰的位置和姿态跟踪控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种四旋翼无人机抗饱和及干扰的位置和姿态跟踪控制方法，首先，基于牛顿‑欧拉方法建立四旋翼无人机外环位置和内环姿态综合模型；然后，构建两个有限时间干扰观测器分别估计外环和内环未知时变干扰；最后，基于观测到的内外环干扰估计值，结合反步控制方法，设计内外环复合抗饱和抗干扰跟踪控制器。本发明提升了四旋翼无人机位置和姿态闭环跟踪系统的准确性、抗饱和性、抗干扰性。

本发明授权四旋翼无人机抗饱和及干扰的位置和姿态跟踪控制方法在权利要求书中公布了：1.一种四旋翼无人机抗饱和及干扰的位置和姿态跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：考虑输入饱和与未知时变干扰，基于牛顿-欧拉方法建立四旋翼无人机外环位置和内环姿态综合模型；所述四旋翼无人机外环位置和内环姿态综合模型为： 其中：r＝[xyz]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的位置，x、y、z分别为X、Y、Z轴位置；rd＝[xdydzd]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的期望位置，xd、yd、zd分别为X、Y、Z轴期望位置；re＝[xeyeze]T＝r-rd表示四旋翼无人机位置误差；v＝[vxvyvz]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的速度，vx、vy、vz分别为X、Y、Z轴速度；M1＝-Ctvm，m表示四旋翼无人机的质量，Ct＝diag{CtxCtyCtz}表示四旋翼无人机阻力系数矩阵，Ctx,Cty,Ctz＞0；表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的外环虚拟控制量，分别为X、Y、Z轴虚拟控制量，考虑输入饱和问题，对及i＝1,2,3，需满足其中分别为给定的下界和上界；D1＝[D11D12D13]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下外环所受到的未知时变干扰，D11、D12、D13分别作用在X、Y、Z轴；Ug＝[Ug1Ug2Ug3]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的外环实际控制量，Ug1、Ug2、Ug3分别为X、Y、Z轴实际控制量；η＝[φθψ]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的欧拉角，其中φ、θ、ψ分别为滚转角、俯仰角及偏航角；ηd＝[φdθdψd]T表示四旋翼无人机在惯性坐标系下的期望欧拉角，其中φd、θd、ψd分别为期望滚转角、期望俯仰角及期望偏航角，φd与θd通过与ψd计算得到：g表示当地重力加速度；ηe＝η-ηd表示四旋翼无人机姿态误差；ω＝[ωxωyωz]T表示四旋翼无人机在机体坐标系下的角速度，其中ωx、ωy、ωz分别为绕X、Y、Z轴角速度；其中J＝diag{JxxJyyJzz}表示四旋翼无人机惯性矩阵，Jxx,Jyy,Jzz＞0；表示ω的反对称矩阵；Ua＝[Ua1Ua2Ua3]T表示四旋翼无人机在机体坐标系下的内环控制量，Ua1、Ua2、Ua3分别为X、Y、Z轴控制量，考虑输入饱和问题，对及i＝1,2,3，Uai需满足其中分别为给定的Uai下界和上界；D2＝[D21D22D23]T表示四旋翼无人机在机体坐标系下内环所受到的未知时变干扰，D21、D22、D23分别作用在X、Y、Z轴；步骤二：构建两个有限时间干扰观测器分别估计内环和外环未知时变干扰；采用如下有限时间干扰观测器对外环干扰D1进行估计 其中，λi＝diag{λi1λi2λi3},i＝1,2,3,4，λij＞0,j＝1,2,3为观测器增益，L1＝diag{L11L12L13}，L1i＞0,i＝1,2,3为已知的常数；z1,z2,z3,z4分别为v，D1，的估计值，令采用如下有限时间干扰观测器对内环干扰D2进行估计 其中λi＝diag{λi1λi2λi3},i＝5,6,7,8，λij＞0,j＝1,2,3为观测器增益，L2＝diag{L21L22L23}，L2i＞0,i＝1,2,3为已知的常数；z5,z6,z7,z8分别为的估计值，令步骤三：基于观测到的内外环干扰估计值，结合反步控制方法，设计内外环复合抗饱和抗干扰跟踪控制器，所述内外环复合抗饱和抗干扰跟踪控制器包括外环抗饱和抗干扰跟踪控制器和内环抗饱和抗干扰跟踪控制器；所述外环抗饱和抗干扰跟踪控制器为： 其中由以下超螺旋微分器获得： 其中为的Lipschitz常数，在应用中选取足够大即可；分别为的估计值；所述内环抗饱和抗干扰跟踪控制器如下： 其中 由以下超螺旋微分器获得： 其中为的Lipschitz常数，在应用中选取足够大即可；分别为的估计值。

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