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龙图腾网获悉河海大学申请的专利输入饱和下具有状态约束的水下潜航器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：CN119536321B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22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：202411687172.0，技术领域涉及：G05D1/485；该发明授权输入饱和下具有状态约束的水下潜航器跟踪控制方法是由刘萌萌;王迪;王冰;黄浩乾;王海龙;张劲峰设计研发完成，并于2024-11-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本输入饱和下具有状态约束的水下潜航器跟踪控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了输入饱和下具有状态约束的水下潜航器跟踪控制方法。本发明首先基于AUV的运动学模型和动力学模型，构建含有模型不确定性和未知干扰的AUV控制系统，得到跟踪目标的参考轨迹；再结合误差转换函数，建立AUV控制系统的误差模型，并得到与位置跟踪误差相关的设计变量；同时推导出与速度跟踪误差相关的设计变量；基于与位置跟踪误差相关的设计变量，构造固定时间积分滑模集总扰动观测器；最后结合固定时间积分滑模集总扰动观测器和与速度跟踪误差有关的设计变量，构建轨迹跟踪控制系统，利用连续输入信号和位置速度自适应律设计固定时间收敛的滑模控制器。本发明实现了在固定时间内将跟踪误差镇定到零；并实现控制输入连续。

本发明授权输入饱和下具有状态约束的水下潜航器跟踪控制方法在权利要求书中公布了：1.一种输入饱和下具有状态约束的水下潜航器跟踪控制方法，其特征在于，该方法包含以下步骤： S1、基于AUV的运动学模型和动力学模型，构建含有模型不确定性和未知干扰的AUV控制系统，得到跟踪目标的参考轨迹； S2、通过结合误差转换函数，建立AUV控制系统的误差模型，在此误差模型基础上，将步骤S1得到的跟踪目标的参考轨迹与AUV系统的实际输出轨迹进行比较，得到与位置跟踪误差相关的设计变量；同时，将AUV的速度矢量与运动学模型中的控制输入信号结合，推导出与速度跟踪误差相关的设计变量； S3、基于步骤S2得到的与位置跟踪误差相关的设计变量，构造固定时间积分滑模集总扰动观测器； S4、结合步骤S3构造的固定时间积分滑模集总扰动观测器和步骤S2得到的与速度跟踪误差有关的设计变量，构建轨迹跟踪控制系统，利用连续输入信号和位置速度自适应律设计固定时间收敛的滑模控制器； 步骤S2具体为： 定义误差转换函数ρit为： 式中，表示预定的时间，t为仿真时间；ρi,0表示预设性能函数的初值，ρi,∞为预设的轨迹跟踪稳态误差带的边界； 在AUV稳定运行的过程中，其输出AUV所在位置η，η＝[x,y,ψ]T，其中ψ、y、ψ分别表示惯性坐标系下AUV的实时纵向线位移、实时横向位移、实时方位角，根据输出AUV所在位置η跟踪得到预定期望值ηd，ηd＝[xd,yd,ψd]T，其中xd、yd、ψd分别表示期望纵向位置、期望横向位置、期望艏向角；同时保证其跟踪误差ei＝η-ηd-x1及误差对时间的导数在规定的性能范围内波动，x1为辅助向量；为了解决控制器推导中性能约束问题带来的复杂程度，引入误差映射函数将约束误差转换到无约束空间，将约束条件转为误差变换函数： 其中，i＝x,y,ψ，εit为新的转换误差，Sε具有光滑可逆且严格递增性质，eit表示期望位置和实际位置的误差，ρit表示误差转换函数，R为S函数的变化函数； 定义误差变换函数εit为： 对上式求导得： 其中，ρi表示误差转换函数，表示ρi的导数； 化简上式，引入自定义变量αi和βi，且： 得： 所述S3具体为： 设计固定时间的集总扰动观测，引入辅助变量为AUV的状态估计值， 其中，Ξt为状态误差变量，Ξt＝[ΞuΞvΞr]T，Ξu为纵向线速度状态误差，Ξv为横向线速度状态误差，Ξr为旋转角速度状态误差；vt表示系统状态； 构造积分滑模面如下： 其中，s为构造的滑模面，满足的变量；α和β为满足0α1，β1的常数； 对滑模面求取导数： 其中d为外界干扰，为预计干扰，a0，则对的估计值为： 其中，s[α]＝|s|αsigns、s[β]＝|s|βsigns、k0、k1、k2均为大于0的常数，且k0满足

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