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龙图腾网获悉哈尔滨理工大学申请的专利一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间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：CN119596933B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26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：202411679393.3，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制方法是由佟海艳;于洋;尚占设计研发完成，并于2024-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制方法在说明书摘要公布了：本发明在于公开一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制方法，本发明涉及无人艇编队技术领域，尤其涉及基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制，发明包含以下步骤：步骤1：建立第i艘无人艇运动三自由度数学模型；步骤2：确定n艘无人艇的编队几何移动模型；步骤3：获得第i艘欠驱动无人艇艏向和位置的跟踪误差动态：步骤4：设计第i艘欠驱动无人艇的预设时间非奇异滑模面：步骤5：设计第i艘欠驱动无人艇预设时间艏向控制器；步骤6：设计第i艘欠驱动无人艇预设时间纵荡控制器；步骤7：仿真验证。本发明基于非奇异滑模控制理论，提出了一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制方法。该方法能够在复杂的海洋环境中实现无人艇编队的稳定性和鲁棒性，并确保系统在预设的时间内收敛至期望状态，能够有效解决终端滑模方法中存在的控制奇异性问题，并确保控制器在执行过程中对外界干扰具有较强的适应性。

本发明授权一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于非奇异滑模面的无人艇编队预设时间控制方法，其特征在于它包含如下步骤： 步骤1：建立第i艘无人艇运动三自由度数学模型： 研究无人艇在水面的运动情况，在固定坐标系和船体坐标系下，对其纵荡、横荡和艏摇三个自由度建立其水面运动的数学运动模型包括：三自由度运动学模型和三自由度动力学模型； 步骤2：确定n艘无人艇的编队几何移动模型： 基于步骤1建立的数学模型，通过正多边形编队构型设计，正多边形的中心为虚拟领导者，各无人艇位于正多边形的顶点；通过几何公式计算正多边形顶点的期望位置，并根据无人艇的数量确定编队形状；此步骤确保了无人艇之间的间距均匀，满足编队任务的结构要求； 步骤3：获得第i艘欠驱动无人艇艏向和位置的跟踪误差动态： 基于步骤2建立的编队构型，通过无人艇船体导航系统获得无人艇的实际航向信息和艏摇角速度信息，并与参考航向和位置信息进行比较得出其艏向误差与位置误差，第i艘无人艇位置跟踪误差为： xei＝xdi-xi yei＝ydi-yi 上式中：xdi,ydi是无人艇的期望位置，xi,yi是无人艇的实际位置，xei是固定坐标系下关于x方向的位置误差，yei是固定坐标系下关于y方向的位置误差； 为了解决系统模型的欠驱动问题，定义第i艘无人艇位置误差ρei和艏向误差为ψei： ψei＝ψri-ψi 上式中：ψri是第i艘无人艇的期望艏向角度，ψi为是第i艘无人艇的实际艏向角度； 步骤4：设计考虑第i艘欠驱动无人艇的预设时间非奇异滑模面： 基于第3步中定义的误差，采用滑模控制理论，为了避免终端滑模控制中的奇异性问题，设计非奇异滑模面； 步骤5：设计第i艘欠驱动无人艇预设时间艏向控制器： 基于第4步中设计的滑模面设计艏向控制器，艏向控制器负责确保无人艇的艏向误差在预设时间内收敛到零； 步骤6：设计第i艘欠驱动无人艇预设时间纵荡控制器： 基于第4步中设计的预设时间非奇异滑模面，设计第i艘欠驱动无人艇预设时间纵荡控制器，该控制器能够确保无人艇在预设时间内精确跟踪到期望位置，从而使得无人艇编队整体朝向正确的方向运动并保持队形； 步骤7：仿真验证： 将步骤1～步骤6设计的预设时间艏向控制器以及预设时间纵荡控制器在某型无人艇上进行仿真实验。

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