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龙图腾网获悉兰州交通大学申请的专利一种三自由度胸鳍协同运动控制及其步态优化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：CN120122464B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25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：202510618662.3，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种三自由度胸鳍协同运动控制及其步态优化方法是由李宗刚;王治平;陈引娟;黎斌;聂永胜;王冠;宋世杰;牛凯军设计研发完成，并于2025-05-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种三自由度胸鳍协同运动控制及其步态优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种三自由度胸鳍协同运动控制及其步态优化方法，首先建立三自由度刚性胸鳍的运动步态模型，利用多模态感知系统实时采集胸鳍在不同输入参数组合下的水动力反馈与姿态信息以构建胸鳍‑环境交互模型；其次采用深度强化学习算法训练高层策略网络，以推进效率和姿态稳定性为奖励函数优化控制信号cbaset；随后构建多层递阶神经控制网络解码cbaset，输出增量控制信号Δct，同时引入中枢模式发生器网络生成各自由度参考轨迹；最后基于扩展状态观测器的滑模控制方法，实现对外部扰动与建模误差的动态补偿，通过性能评估指标函数Jt在线调整Δct修正控制参数，保持胸鳍运动始终处于最优推进与稳定状态实现闭环优化，提高机器鱼推进效率与姿态控制能力。

本发明授权一种三自由度胸鳍协同运动控制及其步态优化方法在权利要求书中公布了：1.一种三自由度胸鳍协同运动控制及其步态优化方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、参考真实鱼类胸鳍在水下游动过程中的典型运动行为，建立三自由度刚性胸鳍的基本运动步态模型，包括前后拍翼运动、上下拍翼运动与摇翼运动，并采用周期函数建模三自由度胸鳍运动学模型方程，定义控制信号ct作为胸鳍的完整控制参数集合； S2、利用多模态感知系统实时采集胸鳍在不同控制输入参数组合下的水动力反馈与姿态信息，所述感知系统包括分布式压力传感器和惯性测量单元，分别采集推力FTt、升力FLt、侧向力FAt及姿态角θimut； S3、基于实时感知反馈数据，构建胸鳍-环境交互模型，并采用深度强化学习算法训练高层策略网络，优化基础控制信号cbaset，以推进效率与姿态稳定性为多目标奖励函数，姿态稳定性由侧向力、升力和姿态角确定； S4、构建多层递阶神经控制网络，对基础控制信号cbaset进行解码，输出增量控制信号Δct，其中第一层用于提取环境动态特征与策略模式，第二层输出每个自由度的振幅调节量、频率调节量、相位差调节量与偏置调节量； S5、引入中枢模式发生器网络，采用耦合非线性振荡器结构，根据控制信号ct=cbaset+Δct生成各自由度节律性角位移参考轨迹，并通过相位差构建自由度间协同节律关系，为中枢模式发生器网络当前振荡器相位，为中枢模式发生器网络选定参考振荡器相位，t为时间； S6、采用基于扩展状态观测器的滑模控制方法，利用滑模控制器构造扰动补偿控制律uit，通过估计扰动项zi3t实现对外部扰动与建模误差的动态补偿，为胸鳍期望轨迹和实际轨迹的差值，为胸鳍期望轨迹和实际轨迹的差值的导数，为正实数调节参数，t为时间； S7、在持续运行过程中根据性能评估指标函数Jt动态评估当前步态输出效果，若偏离阈值ε，则基于偏差方向在线调整增量控制信号Δct来修正控制参数，保持胸鳍运动始终处于最优推进与稳定状态实现闭环优化，提高机器鱼推进效率与姿态控制能力。

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