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龙图腾网获悉天津工业大学申请的专利四旋翼无人机多源不确定性下滑模自适应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：CN120295145B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16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：202510779597.2，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权四旋翼无人机多源不确定性下滑模自适应控制方法是由徐杨;王江山;郝晓辉设计研发完成，并于2025-06-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本四旋翼无人机多源不确定性下滑模自适应控制方法在说明书摘要公布了：本发明实施例公开了一种四旋翼无人机多源不确定性下滑模自适应控制方法，所述方法包括：将四旋翼无人机的自身阻力和外界未知扰动以及系统模型中存在的未知函数相结合，计算得到四旋翼无人机受到的总扰动，根据致动器故障影响和所述总扰动构建四旋翼无人机的运动模型；获取所述四旋翼无人机的运动目标期望值；将运动目标期望值转化成平滑过程,计算得到系统的期望值；建立四旋翼无人机系统的状态空间表达式；设计超扭曲扩张状态观测器，用于观测系统内存在的未知扰动；利用自适应率的设计，得到系统模型中故障的估计值，基于估计值计算得到系统的控制参数。针对每一种扰动的特点设计了扩张状态观测器和滑模自适应控制器，解决了抗扰不足的问题。

本发明授权四旋翼无人机多源不确定性下滑模自适应控制方法在权利要求书中公布了：1.一种四旋翼无人机多源不确定性下滑模自适应控制方法，其特征在于，包括： 将四旋翼无人机的自身阻力和外界未知扰动以及系统模型中存在的未知函数相结合，计算得到四旋翼无人机受到的总扰动，根据致动器故障影响和总扰动构建四旋翼无人机的运动模型； 获取所述四旋翼无人机的运动目标期望值； 将运动目标期望值转化成平滑过程,计算得到系统的期望值； 建立四旋翼无人机系统的状态空间表达式； 设计超扭曲扩张状态观测器，用于观测系统内存在的未知扰动； 利用自适应率的设计，得到系统模型中故障的估计值，基于估计值计算得到系统的控制参数； 所述将四旋翼无人机的自身阻力和外界未知扰动以及系统模型中存在的未知函数相结合，计算得到四旋翼无人机受到的总扰动，包括： 建立四旋翼无人机动力学模型； 基于四旋翼无人机动力学模型建立多源不确定性拉格朗日形式的四旋翼无人机动力学模型； 所述根据致动器故障影响和总扰动构建四旋翼无人机的运动模型，包括： 根据常见致动器故障的影响建立致动器输出中的乘法或加法不确定性模型； 根据乘法或加法不确定性模型和总扰动构建四旋翼无人机的运动模型； 所述四旋翼无人机动力学模型包括： ，， ， 其中，为四旋翼无人机的位置量，为四旋翼无人机的滚转角、俯仰角和偏航角，分别为四旋翼无人机在x轴、y轴和z轴的速度量，为四旋翼无人机的滚转角速度、俯仰角速度和偏航角速度，是四旋翼无人机的总重量，为重力加速度，为四旋翼无人机的控制量，其中为四旋翼无人机位置环控制量，为四旋翼无人机姿态环控制量，为螺旋桨的惯性力矩，为第个螺旋桨的转速，为阻力系数，为相对于地球固定框架的结果力矢量，是相对地球固定框架的速度矢量，是相对地球固定框架的加速度矢量，是合成力矩矢量，是相对于无人机固定坐标系的角速度矢量，是相对于无人机固定坐标系的角加速度矢量，为对角惯性矩阵； 在机身固定框架的轴线与四旋翼无人机的惯性主轴重合情况下，是一个从四旋翼无人机框架到地球固定框架的静态变换矩阵： ， 通过欧拉角速率和角速度之间的关系建立动态变换矩阵： ，其中： ， 其中，为转换矩阵，设定横滚角和俯仰角的变化小于设定的变化阈值，以使得接近于单位矩阵，利用欧拉角速率代替角速度，得到： ， 其中，，为四旋翼无人机的轴方向的加速度量、轴方向的加速度量和轴方向的加速度量，为四旋翼无人机的滚转角加速度、俯仰角加速度和偏航角加速度； 所述基于四旋翼无人机动力学模型建立多源不确定性拉格朗日形式的四旋翼无人机动力学模型，包括： 将四旋翼无人机系统受到的未知外界扰动表示为：，其中D1,D2……D6分别对应四旋翼无人机六个系统状态的外界扰动； 将四旋翼无人机的自身阻力和外界未知扰动D以及系统模型中存在的未知函数相结合，得到四旋翼无人机受到的总扰动表示为：，其中： ， 假设：对于四旋翼的总扰动，是连续可微的，并且是有界的，即，其中为正常数； 相应的，所述根据常见致动器故障的影响建立致动器输出中的乘法或加法不确定性模型，包括： 建立如下模型： ， 其中为排除外界不确定性影响下四旋翼无人机的位置环控制量，是排除外界不确定性影响下四旋翼无人机的姿态环控制量，其中为滚转角方向控制量，为俯仰角方向控制量，为偏航角方向控制量，表示故障引起的位置环推力的乘性损失，表示故障引起的滚转角方向扭矩的乘性损失，表示故障引起的俯仰角方向扭矩的乘性损失，表示偏航角方向扭矩的乘性损失，表示故障引起的位置环偏差的加性参数，是用于表示故障引起的俯仰角方向偏差的加性参数，是用于表示故障引起的俯仰角方向偏差的加性参数，是用于表示故障引起的偏航角方向偏差的加性参数，故障参数和的实时值是未知的，τ为姿态环控制量； 相应的，构建的四旋翼无人机的运动模型如下： 。

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