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龙图腾网获悉清华大学深圳国际研究生院申请的专利一种基于模型预测控制的仿海龟两栖机器人路径跟踪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：CN120802965B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14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：202511286398.4，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于模型预测控制的仿海龟两栖机器人路径跟踪方法是由曲钧天;秦洪德;刘昂;张先睿设计研发完成，并于2025-09-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模型预测控制的仿海龟两栖机器人路径跟踪方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于模型预测控制的仿海龟两栖机器人路径跟踪方法，包括如下步骤：首先建立含水流动力系数的仿海龟两栖机器人多刚体动力学简化模型，结合生物运动特性简化控制维度；通过计算流体力学模拟，结合稳态拖曳试验、旋转臂试验及非定常平面运动机构分析量化水流动力参数；在动力学仿真器中构建机器人模型及水下环境；设计模型预测控制‑模糊逻辑级联控制器，上层通过滚动时域优化生成参考力和力矩，下层基于模糊规则将其映射为执行器指令；最后在仿真环境中验证，评估控制器鲁棒性与跟踪精度。该方法有效应对非线性水流动力作用、参数不确定性及未建模环境干扰，经U型和8字形路径验证，具备高控制精度与强鲁棒性。

本发明授权一种基于模型预测控制的仿海龟两栖机器人路径跟踪方法在权利要求书中公布了：1.一种基于模型预测控制的仿海龟两栖机器人路径跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、建立仿海龟两栖机器人的多刚体动力学模型，推导包含水动力系数的简化动力学方程，并基于生物运动特性简化控制维度； S2、通过计算流体力学模拟，结合稳态拖曳试验、旋转臂试验和非定常平面运动机构分析，量化水动力参数；所述水动力参数的量化具体包括：通过拖曳试验识别速度相关阻尼因子，关联不同流速下的阻力数据并拟合流速与阻力数据的关系；通过旋转臂试验识别旋转运动阻力，拟合偏航力矩与角速度的关系；通过非定常平面运动机构分析识别惯性效应，提取加速度相关水动力系数；采用叠加网格技术解析瞬态流场，并通过多区计算域实现网格间数据传输； S3、在动力学仿真器中构建机器人模型及水下环境； S4、设计模型预测控制-模糊逻辑级联控制器： 上层模型预测控制器通过滚动时域优化生成参考力及力矩； 下层模糊逻辑控制器基于模糊规则将参考力及力矩自适应映射为执行器指令； 步骤S4中所述模型预测控制器的输入生成具体包括：获取期望位置及航向角；将路径跟踪问题解耦为推力通道和扭矩通道：推力通道控制纵向速度，扭矩通道实现方向调整；所述模糊逻辑控制器的设计具体包括：构建模糊规则表，定义参考力和力矩误差与执行器指令的映射关系；处理非线性及瞬态工况，平衡动态响应与稳定性；所述模型预测控制-模糊逻辑级联控制器的协作机制具体包括：上层模型预测控制器显式整合运动学约束，优化参考力和力矩以应对参数不确定性；下层模糊逻辑控制器通过自适应映射补偿未建模流体动力学耦合及环境扰动； S5、在仿真环境中开展路径跟踪控制验证，评估控制器鲁棒性及跟踪精度。

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