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龙图腾网获悉哈尔滨工程大学申请的专利一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法、程序、设备及存储介质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：CN119668082B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31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：202411790752.2，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法、程序、设备及存储介质是由魏天宇;廖煜雷;万磊;张拓圣;陈晓亮;刘咏璐;史健;曲波设计研发完成，并于2024-12-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法、程序、设备及存储介质在说明书摘要公布了：本发明属于海洋机器人运动控制技术领域，具体涉及一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法、程序、设备及存储介质。本发明通过引入谐振观测项对扩展状态观测器的内部结构进行改进，减小对于时变扰动观测误差；同时对于观测扰动频率设置一个自适应律，并根据观测误差进行调整，减小对时变扰动的观测误差，从而达到稳定航向控制的目的。本发明相比于基于传统扩张状态观测器的控制器可以良好地解决由于观测器自身带宽有限导致无法对时变扰动进行良好观测的问题，从而增强了航向控制的抗干扰性。

本发明授权一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法、程序、设备及存储介质在权利要求书中公布了：1.一种基于改进扩张状态观测器海洋机器人航向控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：获取当前时刻海洋机器人的期望航向角、扩张状态观测器输出的航向角观测值，将二者相减计算航向误差，将航向误差输入至PD控制器中，PD控制器输出控制量； 步骤2：根据PD控制器输出的控制量与扩张状态观测器的观测总扰动计算海洋机器人的转艏力矩，将转艏力矩代入海洋机器人自身的动力学方程和运动学方程中，计算海洋机器人当前时刻航向角的真实值； 步骤3：根据海洋机器人当前时刻航向角的真实值与观测值，计算观测误差； 步骤4：根据观测误差更新扩张状态观测器的谐振控制器变量； 所述谐振控制器变量lq1t+Δt与lq2t+Δt为： lq1t+Δt＝lq1t+Δt·lq2t 其中，Δt为时间间隔；ω0为带宽；ωc为截止频率；β04＝αω0，α∈[0.2,0.6]；为扩张状态观测器t时刻的扰动频率，eqt为观测误差； 步骤5：根据更新后的谐振控制器变量，更新扩张状态观测器的扰动频率与观测总扰动； 所述更新扩张状态观测器的扰动频率 其中，Kp＞0为增益系数； 更新扩张状态观测器的观测周期扰动和观测非周期扰动进而更新观测总扰动 其中， 步骤6：若海洋机器人未完成任务，则更新后的扩张状态观测器输出下一时刻的角速度观测值和航向角观测值，返回步骤1进行下一时刻的航向控制； 所述更新后的扩张状态观测器输出下一时刻的角速度观测值和航向角观测值为： 其中，β01＝3ω0,β02＝ω02，b0为控制器增益，u0t为PD控制器输出的控制量。

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