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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹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：CN116257987B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29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：202310018423.5，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法是由黄豪彩;王卿;吴哲远;谢苗苗;宋子龙设计研发完成，并于2023-01-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法，属于智能机械技术领域，方法包括：建立水下直升机的惯性坐标系与运动坐标系；根据各坐标系下的数据参数，将水下直升机相对于海流的速度和海流流速两者的组合作为水下直升机的速度状态，并结合水下直升机的推进器故障因素，建立水下直升机的六自由度动力学模型；构造性能函数和误差变换关系式，并利用性能函数约束水下直升机运动轨迹的六个自由度；引入反正切函数，设计扰动观测器，以对外部环境带来的非线性扰动进行补偿；结合预设性能方法和有限时间算法，设计水下直升机的有限时间预设性能控制器，以控制水下直升机对期望轨迹进行跟踪。

本发明授权一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法在权利要求书中公布了：1.一种满足预设性能的水下直升机有限时间循迹方法，其特征在于，包括： S101：建立水下直升机的惯性坐标系与运动坐标系； S102：根据所述水下直升机在所述惯性坐标系和所述运动坐标系下的数据参数，将所述水下直升机相对于海流的速度和海流流速两者的组合作为所述水下直升机的速度状态，并结合所述水下直升机的推进器故障因素，建立所述水下直升机的六自由度动力学模型； 所述S102具体包括： S1021：引入Fossen大纲六自由度非线性模型： 其中，Mη＝MJ-1，M表示惯性质量矩阵，J表示所述惯性坐标系和所述运动坐标系之间的转换矩阵；η＝[ηx,ηy,ηz,ηφ,ηθ,ηψ]T表示所述水下直升机在所述惯性坐标系下的位置向量与姿态向量，表示所述水下直升机在所述运动坐标系下相对于海流的速度与角速度向量；CRB表示所述水下直升机刚体的科氏力和向心力之间的矩阵；CAη＝CAvreJ-1，CA表示所述水下直升机上附加质量的科氏力和向心力之间的矩阵；Dη＝DFvreJ-1，DF为水动力阻尼矩阵；gη为所述水下直升机的重力和浮力共同带来的力和力矩向量；τth为所述水下直升机的推进器提供的控制力和力矩； S1022：采用推力分配矩阵ΔB表示所述推进器的故障影响，将所述推进器提供的实际控制力和力矩改写为τth+Δτ： τth+Δτ＝B0-KthBu＝B0+ΔBu公式2 其中，Δτ表示所述推进器的推力异常部分，B表示所述水下直升机的推力分配矩阵，B0表示所述推力分配矩阵的标称值，u表示所述推进器的控制信号，Kth表示一个对角矩阵，所述对角矩阵Kth第i行第i列的元素kthii∈[0,1]表示相应的推进器故障程度； S1023：确定所述Fossen大纲六自由度非线性模型的不确定性、环境扰动和所述推进器的故障带来的影响d： S1024：根据所述实际控制力、力矩和所述影响d改写所述Fossen大纲六自由度非线性模型，得到公式4： 其中，CRBη0，CAη0，Dη0和gη0分别代表CRBη，CAη，Dη和gη的标准值； S1025：令 表示控制系统的状态变量，并利用所述控制系统的状态变量表示水下直升机的动力学方程： 其中，T表示转置运算，x.1表示所述水下直升机位置状态的一阶导数，x2表示所述水下直升机的速度状态； S1026：整合所述水下直升机的动力学方程，得到所述水下直升机的动力学模型： 其中， S103：构造性能函数和误差变换关系式，并利用所述性能函数约束所述水下直升机运动轨迹的六个自由度； S104：引入反正切函数，并根据所述反正切函数设计扰动观测器，以对外部环境带来的非线性扰动进行补偿； S105：根据所述水下直升机的所述六自由度动力学模型、所述性能函数、所述误差变换关系式和所述扰动观测器，并结合预设性能方法和有限时间算法，设计所述水下直升机的有限时间预设性能控制器； S106：利用所述有限时间预设性能控制器控制所述水下直升机对期望轨迹进行跟踪。

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