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龙图腾网获悉集美大学申请的专利考虑故障和饱和的无人船实用预定义时间容错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：CN119717533B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25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：202411884320.8，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权考虑故障和饱和的无人船实用预定义时间容错跟踪控制方法是由薛晗;胡宇轩;孙睿强设计研发完成，并于2024-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本考虑故障和饱和的无人船实用预定义时间容错跟踪控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种考虑故障和饱和的无人船实用预定义时间容错跟踪控制方法，将USV的期望轨迹输入预定义时间容错控制器之后，提供命令控制输入给执行器；USV在扰动和实际输入的作用下形成轨迹；故障引起的力和扭矩以及故障检测中的估计值由阈值进行故障检测判别后，得到总不确定模型、干扰和故障d，作为观测器的输入，用于预定义时间容错控制器中自适应律的计算；船舶运行状态由传感器采集后与期望轨迹进行运算后得出动态跟踪误差，用于预定义时间容错控制器中控制率的计算。

本发明授权考虑故障和饱和的无人船实用预定义时间容错跟踪控制方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑故障和饱和的无人船实用预定义时间容错跟踪控制方法，其特征在于：将USV的期望轨迹ηd输入预定义时间容错控制器之后，提供命令控制输入τc给执行器；USV在扰动τ1和实际输入τ的作用下形成轨迹η；故障引起的力和扭矩τa以及故障检测中υ的估计值由阈值ε进行故障检测判别后，得到总不确定模型、干扰和故障d，作为观测器的输入，用于预定义时间容错控制器中自适应律的计算；船舶运行状态由传感器采集后与期望轨迹ηd进行运算后得出动态跟踪误差用于预定义时间容错控制器中控制律的计算； 将USV进行以下建模： η＝[x,y,ψ]T,υ＝[u,v,r]T4 其中表示轨迹；表示速度向量；M1为惯量矩阵，C1为Coriolis矩阵，D1为阻尼矩阵；为输入向量；为实数集，代表n维向量；τ1表示扰动： τ1＝Fw+Fs5 式中Fw＝[Fwx,Fwy,Nw]T为风阻力；Fs＝[Fsx,Fsy,Ns]T为波浪阻力； 不确定性建模△M，△C和△D以及标称模型M、C和D定义如下： M1＝M+ΔM6 C1＝C+ΔC7 D1＝D+ΔD8 USV轨迹与期望轨迹之间的动态跟踪误差由下式给出： 其中ηd为期望轨迹； 作用在船上的命令输入τc和实际输入τ建模如下: τ＝I3-Eτc+τa10 其中0≤ei≤1，ei＝0表示参与者正常，而ei＝1表示参与者完全失败；τa表示故障引起的力和扭矩，τc表示命令控制输入；diag{a1,a2,…,an}表示对角阵； 由此将式2写为： 表示为故障检测中υ的估计值，估计误差定义如下: 获得： 其中K为增益矩阵； 根据式11和13，有： 设满足Lipschitz条件，即： 其中L0为Lipschitz常数； 构建下式： V0的导数为： 如果没有故障，则临界状态为但是，如果发生故障，临界状态将变为阈值设置为当大于阈值时，判定为检测到故障；λminA表示矩阵A的最小特征值； 将式11写为： 其中d表示总不确定模型、干扰和故障； 为了估计不确定模型、输入饱和误差、干扰和故障，采用观测器估计误差为： 式18写为： 设基于杨氏不等式，有： 其中a0； 所述预定义时间容错控制器中自适应律的计算如下： 其中0p1,K0为增益系数。

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