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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种基于导纳控制的系留无人机随风悬停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：CN119882806B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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：202411894539.6，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权一种基于导纳控制的系留无人机随风悬停控制方法是由全权;魏浩宇设计研发完成，并于2024-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于导纳控制的系留无人机随风悬停控制方法在说明书摘要公布了：本发明提出一种基于导纳控制的系留无人机随风悬停控制方法，步骤为：步骤一：建立完整的系留无人机及卷线器动力学模型；步骤二：通过一个导纳模型求解系留无人机的期望悬停位置，设计系留无人机的控制器；步骤三：通过底层控制实现系留无人机在新的期望悬停位置的悬停。本发明中系留无人机的姿态角被用作导纳控制器的输入以表示外部力的影响，并通过预设的导纳模型可以获得所需的悬停位置。通过理论仿真验证，上述控制策略可以有效防止多旋翼在风中悬停时姿态过于倾斜。在这个过程中，系留绳的拉力被利用协助对抗风力，从而起到了预防系留无人机顶风悬停时可能出现的姿态过低问题。

本发明授权一种基于导纳控制的系留无人机随风悬停控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于导纳控制的系留无人机随风悬停控制方法，其特征在于，步骤如下： 步骤一：建立完整的系留无人机及卷线器动力学模型； 步骤二：通过一个导纳模型求解系留无人机的期望悬停位置，设计系留无人机的控制器； 步骤三：通过底层控制实现系留无人机在新的期望悬停位置的悬停； 其中，在步骤二中，控制器整体包含顶层的导纳控制器和底层的位置、姿态控制，分为无人机的控制和卷线器的控制两部分；对于无人机的控制器，首先通过将无人机的姿态R作为导纳控制器的输入，求解风场下系留无人机的期望悬停位置pd；随后将期望悬停位置pd和真实位置p传递给位置控制器得到期望的旋翼推力Trd期望的无人机姿态Rd；下一步将期望的无人机姿态Rd和真实姿态R作为姿态控制器的输入得到期望的旋翼提供的三维力矩τrd；对于卷线器，将系留绳的长度作为控制输入，这一数值在仿真中通过系留无人机的位置p得到，通过卷线器的控制器，得到控制输出为卷线器的控制力矩τwd；随后将卷线器的控制力矩传递进卷线器的动力学模型中得到系留绳的拉力Tt；最终，将期望的无人机旋翼推力Trd，期望的旋翼提供的三维力矩τrd和系留绳的拉力Tt传递进系留无人机的动力学模型中，到无人机的姿态R和位置p，反馈给上述的导纳控制器、位置控制器、姿态控制器和卷线器控制器中； 设计顶层导纳控制器；通过一个预设的导纳控制器，将系留无人机的姿态角作为控制输入，得到期望的系留无人机期望悬停位置；这里仅考虑水平方向的位置通过导纳模型随风改变，但高度方向上保持定高；将用姿态角表示的旋翼推力的方向作为控制器的输入，得到期望悬停位置，设计控制器为： 其中，为系留无人机的期望水平悬停位置；D为阻尼系数，是一个正定矩阵；K为刚度系数，是一个正定矩阵；Γ为控制器的输入，分别用旋翼推力和姿态角表示为： 在上述控制器中，系留无人机稳定时的期望水平悬停位置由矩阵D和K决定，其中矩阵D中的参数数值越小，期望悬停位置的调整速度越快；矩阵K中的参数数值越小，期望悬停位置越远。

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