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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种基于干扰观测器的自行车轨迹跟踪滑模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：CN115437253B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12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：202211083062.4，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于干扰观测器的自行车轨迹跟踪滑模控制方法是由陈龙;徐溢鸿;颜斌;马学条;郑雪峰设计研发完成，并于2022-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于干扰观测器的自行车轨迹跟踪滑模控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于干扰观测器的自行车轨迹跟踪滑模控制方法，包括S10，添加不同的滑模控制器和期望路径信息；S20，传感器组采集运动参数；S30，对运动参数进行整合求差，得到各运动参数的跟踪误差；S40，将跟踪误差带入预设的滑模面内，作用于反作用轮驱动电机、前进电机和转向舵机；S50，判断是否出现饱和溢出的情况，出现异常则结束运行；否则返回S20循环运行。本发明控制自行车的车把以及后轮驱动力，通过变换的坐标系作为参考误差，采用稳定收敛的趋近律获得参考转向和参考速度。以预定时间内到达的终端滑模设计来控制后轮驱动力来跟进期望速度，最终实现整体基于自行车架构的轨迹跟踪方法。

本发明授权一种基于干扰观测器的自行车轨迹跟踪滑模控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于干扰观测器的自行车轨迹跟踪滑模控制方法，其特征在于，自行车轨迹跟踪终端滑模控制系统包括前轮、车把、后轮、车架和安装于车架中间位置的反作用轮，还包括微控制器、与微控制器分别连接的传感器组和电机部，其中， 所述传感器组用于采集自行车的运动参数，该运动参数包括偏航角、反作用轮转速、后轮转速以及把手转向角度；所述电机部包括反作用轮驱动电机、前进电机和转向舵机； 基于上述控制系统，控制方法包括以下步骤： S10，添加不同的滑模控制器和参考路径信息； S20，传感器组采集运动参数、位置信息； S30，对运动参数进行整合求差，得到各运动参数的跟踪误差； S40，将跟踪误差带入预设的滑模面内，作用于反作用轮驱动电机、前进电机和转向舵机； S50，判断是否出现饱和溢出的情况，出现异常则结束运行；否则返回S20循环运行； S10中包括针对自行车模型的平衡驱动方程为： 其中，uσ为车摆输入力矩、τΔ为前叉角度产生的未确定项、uφ为反作用轮产生的力矩； 通过名义模型将方程修改为： lt表示集中不确定干扰，由复杂模型未观测项、外界干扰以及测量误差组成，简单而言，J0为观测的mh2+J1，f10t为观测的mhσcosθ,f20t为观测的mhbVcosθ，f30t为观测的mhbσcosθ，M为观测的mgh，这样的名义模型中可得，为一个正数；前轮相对于自行车正方向的角度记为β，b为后轮到自行车质心的距离，L为后轮到前轮的距离，反作用力轮安装在车身骨架中部，车身外倾角定义为θ，倾角为零时，整体重心离地面的高度为h，在自行车行驶转向时，自行车做类圆周运动，曲率为σ＝1R，自行车整体在y轴方向的转动惯量为J，反作用轮的转动惯量为J，前轮前叉角度η，偏航角ψ，车把转角φ，自行车总体质量m，行驶轨迹Δ，前轮前叉角度η，行驶速度v； 所述S40中包括反作用轮的电机控制的输出方程由三部分组成： u＝ueq+u+usto3 其中： 公式中包含两个滑模面，一个为非奇异快速终端滑模面s、一个为特殊设定的积分滑模面s以及自适应函数为： 其中，倾斜角误差e＝θ-θ，θ为期望的倾斜角数值，e为初始的倾斜角误差值，对于任意转向情况的自行车而言上述控制，都能使得自行车保持稳定平衡；其中参数的选择中，根据不同的车模大小选择不同的参数值，选择限制为λ0，2γ1，k10，k20，α0，η0，其中，η越大收敛速度越佳。

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