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龙图腾网获悉北京空天技术研究所申请的专利针对飞行器及其部件的多体耦合运动的一体化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：CN119846939B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-19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：202411807839.6，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权针对飞行器及其部件的多体耦合运动的一体化控制方法是由杨雨宸;查旭;关成启;周冠群;赵成泽设计研发完成，并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本针对飞行器及其部件的多体耦合运动的一体化控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种针对飞行器及其部件的多体耦合运动的一体化控制方法，该方法为：建立多体耦合运动飞行器的全状态动力学模型，并推导得到能够显含控制输入与被控量的标量式微分方程；先设计不考虑建模误差、参数误差与外部扰动的反馈线性化的基本控制结构；再设计考虑外部扰动与建模误差的控制结构，并设计模型补偿扩张状态观测器，将外部扰动与建模误差进行在线估计，而后对控制结构的输出进行补偿，保证闭环控制效果，最后生成对外部扰动与建模误差进行补偿后的控制结构。该方法能够解决多体耦合运动飞行器动力学模型的控制结构设计困难、控制效果欠佳等问题，达成飞行器部件与姿态高精度强鲁棒一体控制的目的。

本发明授权针对飞行器及其部件的多体耦合运动的一体化控制方法在权利要求书中公布了：1.一种针对飞行器及其部件的多体耦合运动的一体化控制方法，其特征在于，该方法的步骤如下: 步骤一，根据飞行器的作动部件与执行机构的真实物理特性与相对于飞行器本体的几何位置关系，基于虚功率原理建立多体耦合运动飞行器的全状态动力学模型； 步骤二，根据控制需求提取全状态动力学模型中与部件作动、姿态变化相关的描述变量作为被控量，并推导得到能够显含控制输入与被控量的标量式微分方程； 步骤三，基于显含控制输入与被控量的标量式微分方程，不考虑建模误差、参数误差与外部扰动，设计反馈线性化的基本控制结构，实现对被控量的解耦控制； 步骤四，在步骤三的基本控制结构上，设计考虑外部扰动与建模误差的控制结构，并设计模型补偿扩张状态观测器，将外部扰动与建模误差进行在线估计，而后对本步骤的控制结构的输出进行补偿，起到将飞行器真实系统还原为依据飞行器先验模型信息建立的飞行器标称系统的作用，保证闭环控制效果，最后生成对外部扰动与建模误差进行补偿后的控制结构； 在步骤四中，设计考虑外部扰动与建模误差的控制结构为： 考虑外部扰动与建模误差的条件下，多体耦合运动飞行器纵向通道动力学方程为： 式中，M0、F0表示用于多体耦合运动飞行器动力学建模的模型先验信息，ΔM、ΔF表示建模误差中的两项误差项，τd表示外部扰动；q为描述变量；为q的二阶微分，为俯仰力矩对舵偏的导数，为机身俯仰角； 此时基于反馈线性化思想的模型控制算法为： 式中，qd、为状态量、状态量微分、状态量二阶微分指令，kd为微分增益矩阵，kp为比例增益矩阵； 因此，式24即为考虑外部扰动与建模误差的反馈线性化的控制结构； 将式24代入到Mu+F＝TFτ，M为质量阵系数，F为力阵系数，控制量可得到闭环控制系统误差方程为： 式中，和e＝q-qd为状态量微分和状态量误差，为状态量二阶微分； d是包含了建模误差与外部扰动的总扰动； 因此，式23描述的多体耦合运动飞行器纵向通道动力学方程在考虑总扰动的条件下，可进一步写作如下形式： 设计模型补偿扩张状态观测器为： 并假设d连续可微，则x可作为新的扩张状态，则多体耦合运动飞行器动力学系统可扩张为如下状态空间形式： 因此，用于模型补偿的扩张状态观测器可写作如下形式： 式中，z为对描述变量q的估计值，z为对模型总扰动d的估计值，λ＞0表示第i个状态进行扰动观测时的基础频点；ξ＞0表示对第i个状态进行扰动观测时的变频因子；μ＞0表示对第i个状态进行扰动观测时的误差切换因子，此外 对外部扰动与建模误差进行补偿后的控制结构为： 因此，式29为考虑外部扰动与建模误差并对其进行补偿后的控制结构。

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