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龙图腾网获悉大连海事大学申请的专利一种具有风帆输入受限的无人帆船运动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：CN116443216B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202310307276.3，技术领域涉及：B63B79/20；该发明授权一种具有风帆输入受限的无人帆船运动控制方法是由翁永鹏;关哲;刘卓夫;张秋霞设计研发完成，并于2023-03-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种具有风帆输入受限的无人帆船运动控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种具有风帆输入受限的无人帆船运动控制方法。本发明方法，包括：构建无人帆船运动学模型，并进行动力学推理；基于构建的无人帆船运动学模型，设计离散系统风帆动力控制输入受限下边界；基于非参数动态线性化技术，将帆船航向控制转化为全格式等效数据模型，并应用MFAC对航向进行控制。本发明考虑到不合理的展帆角会对帆船施加较大的倾覆力矩，使得帆船的姿态发生较大的变化，这不仅会影响帆船动力性能，严重则还会存在船体倾覆的风险。因此针对离散系统构建帆船横倾约束模型，来解决风帆控制器输入受限的问题。同时，针对舵角控制将全格式无模型自适应控制技术，应用于无人帆船航行控制系统，以解决无人帆船模型未知、瞬态响应差的问题。

本发明授权一种具有风帆输入受限的无人帆船运动控制方法在权利要求书中公布了：1.一种具有风帆输入受限的无人帆船运动控制方法，其特征在于，包括： 构建无人帆船运动学模型，并进行动力学推理，包括： 构建无人帆船运动学、动力学模型，如下： 其中，代表无人帆船在地球坐标系的位置，φ∈-π2,π2]代表无人帆船的侧倾角，ψ∈-π,π]代表无人帆船偏航角，分别表示在船体坐标系下无人帆船的前向、横向速度、侧倾角速度和偏航角速度；分别是质量矩阵、科里奥利矩、刚体科里奥利矩阵、附加质量矩阵和阻尼矩阵；表示恢复力矩；S、K和R分别代表风帆、龙骨和舵的受力矩阵； 基于构建的无人帆船运动学模型，设计离散系统风帆动力控制输入受限下边界，包括： 对构建的无人帆船运动学、动力学模型进行离散化，如下： 根据分离原理，认为Fxs,k主导离散化公式中的前向运动，Mxs,k主导横摇运动； 为了防止帆船倾覆，对φk+1的侧倾约束进行处理，预设阈值 由离散化公式可知φk+1是由pk决定的，通过反推法，将pk的阈值设计为： 当时， 为了使得Mxs,k的约束范围为被设计为设相关未知变量的观测值为则有： 设则得到： pk+1＞pk-Tsμ1 上式中，随着即证明了通过限制横摇力矩Mxs,k可以使得侧倾角收敛到阈值边界内； 根据Mxs,k和Fxs,k的动力学关系，当Mxs,k被限制时，Fxs,k也被限制；不考虑侧倾约束，|Mxs,k|和Fxs,k都将随着|αs|的增大而从0增加至最大值，但是它们的最大值所对应的|αs|不相关；定义αsu为|Mxs,k|最大值对应的攻角，αsp为Fxs,k最大值对应的攻角，定义Mxs,k限制边界对应的|αs|阈值为αsl； 设置侧倾约束阈值为min{αsp,αsu,αsl}对应的Fxs,k的值，即将侧倾约束转换为风帆的动力输入饱和； 基于非参数动态线性化技术，将帆船航向控制转化为全格式等效数据模型，并应用MFAC对航向进行控制。

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