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龙图腾网获悉宁波大学申请的专利基于切换动态事件触发策略的无人艇控制器设计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：CN116185003B 。

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：202211588002.8，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权基于切换动态事件触发策略的无人艇控制器设计方法是由徐成永;何杭锋;陈一帆设计研发完成，并于2022-12-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于切换动态事件触发策略的无人艇控制器设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于切换动态事件触发策略的无人艇控制器设计方法，通过设计切换动态事件触发策略，引入动态参数和切换策略，动态调整和切换事件触发策略，有效降低无人艇控制系统对网络带宽的占用，延长执行器寿命，同时，引入哈达玛积运算，针对各个执行器分别应用切换动态事件触发策略，避免集中式事件触发策略的缺点，进一步降低执行器的更新频率，最后，针对切换动态事件触发策略导致的执行器偏差，通过利用自适应控制技术和滑模算法对执行器偏差进行补偿；优点是本发明的设计方法得到的无人艇控制器在控制过程中能够大幅度降低执行器动作频率，从而大大减少通信资源浪费和提高执行器寿命，通信资源节约和执行器寿命延长均比较充分。

本发明授权基于切换动态事件触发策略的无人艇控制器设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于切换动态事件触发策略的无人艇控制器设计方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1：根据牛顿-欧拉法建立如下式1所示的无人艇三自由度运动方程： 其中，M＝diag{m11,m22,m33}是惯性参数矩阵，m11是前进方向惯性参数，m22是横摇方向惯性参数，m33是旋转方向惯性参数，diag{m11,m22,m33}是以m11,m22,m33为对角线元素的对角矩阵，D＝diag{d11,d22,d33}是水动力阻尼参数矩阵，d11是前进方向的水动力阻尼参数，d22是横摇方向的水动力阻尼参数，d33是旋转方向的水动力阻尼参数，diag{d11,d22,d33}是以d11,d22,d33为对角线元素的对角矩阵，η＝[χyψ]T是无人艇在地面坐标系下的位置向量，χ是无人艇前进方向的坐标，y是无人艇横摇方向的坐标，ψ是无人艇旋转方向的坐标，表示的η的导数，τ＝[τ10τ3]T，ft表示外部干扰力，t表示当前控制时刻，θ＝[μvr]T是无人艇在自身坐标系下的速度分量，μ是无人艇前进方向速度，v是无人艇横摇方向速度，r是无人艇角速度，表示θ的导数，τ＝[τ10τ3]T是控制向量，τ1是前进力，τ3是横摇力，Cθ是科里奥利力和向心力矩阵，Jψ是坐标系转换旋转矩阵，上角标T表示矩阵的转置，Cθ和Jψ分别采用式2和式3表示为： 步骤2、展开无人艇三自由度运动方程，得到式4： 其中，表示μ的导数，表示v的导数，表示r的导数，表示χ的导数，表示y的导数，表示ψ的导数； 步骤3、定义如式5所示坐标映射： 其中，s1,s2,s3是设定的三个中间变量，整理式4和式5得到式6： 其中，是s1的导数，是s2的导数，是s3的导数； 步骤4、定义中间向量xt＝[x1x2x3x4x5x6]T＝[μvrs1s2s3]T，控制器输出的控制参数记为ut，ut＝[u1u2]T＝[τ1τ3]T，代入并整理公式6可以得到当前控制时刻t无人艇的状态空间表达式模型如式7所示： 其中，C是输出矩阵，是xt的导数，ξt是状态空间表达式模型的输出，系数A0和B0采用式8表示： 步骤5、为了航行安全，无人艇横摇方向速度和角速度存在上界，将无人艇横摇方向速度上界表示为角速度上界表示为设定中间参数x2t和x3t，当时，设计如下模糊规则： 规则1：当时，式7所示的无人艇的状态空间表达式模型简化为 规则2：当时，式7所示的无人艇的状态空间表达式模型简化为： 规则3：当时，式7所示的无人艇的状态空间表达式模型简化为： 规则4：当时，式7所示的无人艇的状态空间表达式模型简化为： 其中，M1x2t,M2x2t,N1x3t,N2x3t为模糊规则的四个中间变量，系数A1和B1、A2和B2、A3和B3、A4和B4采用式14至17表示： 步骤6、计算模糊规则的隶属度函数： 其中，h1zt是规则1的隶属度函数，h2zt是规则2的隶属度函数，h3zt是规则3的隶属度函数，h4zt是规则4的隶属度函数，z1t＝x2t,z2t＝x3t； 步骤7、基于模糊规则和其隶属度函数得到无人艇的模型如下： 其中，B＝B1＝B2＝B3＝B4,εt是模糊逼近误差，表示为εt＝MFtNxt，其中M和N为已知的约束矩阵，根据模糊规则确定，Ft为未知的时变参数，满足条件FTtFt≤1； 步骤8、求解控制器参数，设定参数G，满足GB＞0；将λ1＝[00]T，λ1＝[01]T，λ1＝[10]T和λ1＝[11]T四种情况分别代入式20的不等式中，得到四种情况对应的对称矩阵不等式： 其中，Ψ11＝AX+BY+AX+BYT+0.1X，Ψ14＝[I2-BGB-1G]，Ψ29＝QBλ1⊙GB-1G，Ψ22＝QA-HC+QA-HCT+0.1Q，⊙表示哈达玛积运算，Y,H,为待求解的参数，Q,X为待求解的对称正定参数，Q＞0，X＞0，*表示省略的对称矩阵中的对称元素，I2为2维的单位矩阵； 步骤9、联立步骤8得到的不等式组求解得到参数Y,H,和对称正定参数Q,X，根据上述求解的参数，计算控制器反馈增益参数K＝YX-1和观测器反馈增益参数L＝Q-1H； 步骤10：基于步骤9求解的观测器反馈增益参数，设计如式21所示的观测器： 其中，是xt的估计值，是的导数，uct是待设计的补偿器，是ξt的估计值，是估计误差； 步骤11、设计如式22所示的滑模面： 步骤12、使用不等式ft≤ε1+ε2||yt||来描述外部干扰力ft的上界，并设计如式23所示的自适应律： 其中，ε1和ε2均为设定的中间参量，是ε1的估计值，是ε2的估计值，是的导数，是的导数，||||表示二范数计算，proj表示投影操作； 步骤13、设计如下式24所示的补偿器： 其中，是求最大值函数，tanhv是针对向量的双曲正切函数，η1是一个给定的[0.1,10]之间的常数，用于调节控制器光滑度，1m表示元素都为1的6维列向量，a2lt表示为： 其中，tk表示第k次触发执行器更新的时刻，ultk表示在tk时刻控制器输出的控制参数utk的第l个元素，l∈{1,2}，||表示绝对值符号，a2lt是的积分； 步骤14、基于求解的控制器反馈增益参数和观测器反馈增益参数、设计的滑模面和设计的补偿器，设计如下式26所示的控制器： 步骤15、设计如式27所示的控制器-执行器信道的切换动态事件触发策略： 其中，inf{}表示最小值函数。

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