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龙图腾网获悉中国地质大学(武汉)申请的专利一种网络化海面无人舰艇编队预定时间跟踪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：CN116125816B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-13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：202310206518.X，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种网络化海面无人舰艇编队预定时间跟踪控制方法是由葛明峰;杨亚琦;邓畅畅;付景;陈谦;宋丽平;刘思胜;游澳归;曹岱;刘智伟;詹习生设计研发完成，并于2023-03-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种网络化海面无人舰艇编队预定时间跟踪控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种网络化海面无人舰艇编队预定时间跟踪控制方法，包括对包含N个网络化海面无人舰艇的编队进行系统运动学和动力学建模，设定一个虚拟领导者，其余的被设定为跟随者；根据各个无人舰艇之间的通信情况，设计一个有向通讯脱拓扑图；构建网络化海面无人舰艇编队系统的跟踪误差，并针对系统设计分层控制框架；利用基于事件触发的分布式估计算法估计虚拟领导者的实时状态并传递给本地层的各个无人舰艇，利用基于预定时间滑模控制的本地控制算法调节各个无人舰艇在预定时间内形成所设计的编队队形。本发明更加贴合实际场景的应用，仅需要虚拟领导者具有有向生成树即可，可根据实际情况提前设定所需的收敛时间。

本发明授权一种网络化海面无人舰艇编队预定时间跟踪控制方法在权利要求书中公布了：1.一种网络化海面无人舰艇编队预定时间跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、对包含N个网络化海面无人舰艇的编队进行系统运动学和动力学建模，在N个无人舰艇中设定一个虚拟领导者，其余的设定为跟随者； S2、根据各个无人舰艇之间的通信情况，设计一个有向通讯拓扑图来描述虚拟领导者的通讯情况； S3、根据通讯拓扑图和所构建的运动学和动力学模型，构建网络化海面无人舰艇编队系统的跟踪误差，并针对所述系统设计分层控制框架，包括基于事件触发的分布式估计算法和基于预定时间滑模控制的本地控制算法； S4、利用基于事件触发的分布式估计算法用来估计虚拟领导者的实时状态并传递给本地层的各个无人舰艇，利用基于预定时间滑模控制的本地控制算法调节各个无人舰艇在预定时间内形成所设计的编队队形； 步骤S3具体为： S31、根据通讯拓扑图和所构建的运动学和动力学模型，网络化海面无人舰艇编队系统的跟踪误差如下： 4 其中：和分别表示第个无人舰艇t时刻在地球固定坐标系下的位置跟踪误差和速度跟踪误差；表示虚拟领导者在地球固定坐标系的位置矢量；表示第个无人舰艇系统在地球固定坐标中的位置向量，表示编队的偏移量；表示三维欧式空间； S32、基于李雅普诺夫稳定性和事件触发控制构建的估计器如下： 5 其中：，且表示第个无人舰艇在第时刻的位置协同误差，表示第个无人舰艇在第时刻的速度协同误差； 表示t时刻编队中第个无人舰艇的测量误差，用于判断是否满足触发条件； 式中的控制参数应满足以下条件；定义，，，表示符号函数，，；表示第i个无人舰艇系统状态估计值的一阶导数，表示第i个无人舰艇速度估计值的一阶导数，表示第个无人舰艇的第个触发时刻，表示t时刻第个无人舰艇决定事件是否触发的测量误差，表示可以调整的正常数，表示第个无人舰艇在第时刻的速度估计值，表示第个无人舰艇在第时刻的速度估计值，表示无人舰艇虚拟领导者在第时刻的速度值； S33、设计相应的触发函数如下： 6 其中，表示t时刻第i个无人舰艇的触发阈值条件，参数是可以调整的正常数；表示第个无人舰艇决定事件是否触发的测量误差，表示决定t时刻第个无人舰艇事件是否触发的函数； S34、基于李雅普诺夫稳定性和预定时间稳定理论构建的具有预定时间稳定的非奇异滑模面如下： 7 上式中，表示编队中的跟随者，，，是正常数且满足关系，是预定义的滑模面收敛时间，表示所有元素都是1的N维向量，表示两向量的哈达玛积，ei表示第个无人舰艇的跟踪误差； S35、针对网络化海面无人舰艇编队设计预定时间分层控制算法如下： 8 9 其中，，上述算法所涉及的控制参数需要满足，表示跟踪误差收敛的时间，K表示增益矩阵，，δ、、γ2、是需要用户自定义的参数，表示公式7中的非奇异滑模面，表示第个无人舰艇的跟踪误差的一阶导数，，13表示元素都为1的三维向量； S36、基于李雅普诺夫稳定性、固定时间稳定、预定时间稳定理论，对于上述设计的控制算法进行稳定性证明如下： 结合针对系统所设计的控制方案，选取正定的李雅普诺夫函数如下： 10 其中，，，；β、γ为正参数，表示拓扑图拉普拉斯矩阵和牵引矩阵的和，IN表示N维的单位向量，y表示无人舰艇的位置协同误差，z表示无人舰艇的速度协同误差； 对李雅普诺夫函数求导，结合所设计的分布式估计算法，得到如下结果： 11 其中，，表示李雅普诺夫函数的一阶导数，k1、k2、k都是正常数，λmax表示矩阵的最大特征值，N表示编队中无人舰艇的个数； 依据李雅普诺夫稳定性理论和固定时间稳定理论，得出估计器收敛时间的上界为： 12 对李雅普诺夫函数求导，结合所设计的本地控制算法，在满足一些必要的参数条件的前提下得到如下结果： 13 其中，为李雅普诺夫函数的迪尼导数； 依据李雅普诺夫稳定性理论和预定时间稳定理论，在本地层得出控制器收敛时间即编队形成的时间为： 14 其中，表示一个与相关的正常数，如果选取较小的，是一个忽略不计的常数，整个编队的收敛时间上界可以被提前确定，即。

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