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龙图腾网获悉集美大学申请的专利基于预设性能的无人船轨迹跟踪动态面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：CN119758735B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-02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：202411938685.4，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权基于预设性能的无人船轨迹跟踪动态面控制方法是由吴德烽;王斯琴;游政;武东杰;黎国强;涂婉丽;钟尚坤;刘启俊;张卫东;孙志坚设计研发完成，并于2024-12-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于预设性能的无人船轨迹跟踪动态面控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于预设性能的无人船轨迹跟踪动态面控制方法，包括：设定无人船的期望轨迹、初始位置、初始速度，建立无人船的运动学和动力学模型；通过无人船上的传感器获得无人船的当前运动状态；将无人船的实际轨迹与期望轨迹进行对比，得到无人船的跟踪误差；构建预设性能函数，设置预设性能约束参数，确定跟踪误差允许的误差范围；建立模糊状态观测器来估计无人船的位置和速度；将跟踪误差约束在误差范围内，并对约束后的跟踪误差进行非线性变换，再结合动态面技术，建立虚拟控制律；计算期望控制力矩并传输给执行器，使无人船能快速且精准的跟踪上期望轨迹。该方法有利于提高无人船轨迹跟踪的瞬态性能和稳态性能。

本发明授权基于预设性能的无人船轨迹跟踪动态面控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于预设性能的无人船轨迹跟踪动态面控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、设定无人船的期望轨迹、初始位置、初始速度，建立无人船的运动学和动 力学模型； 步骤2、通过无人船上的传感器获得无人船的当前运动状态； 步骤3、将无人船的实际轨迹与期望轨迹进行对比，得到无人船的跟踪误差； 步骤4、构建预设性能函数，设置预设性能约束参数，确定跟踪误差允许的误差范围； 步骤5、根据无人船的运动学和动力学模型，建立模糊状态观测器来估计无人船的位置和速度； 步骤6、根据预设性能函数将跟踪误差约束在误差范围内，并对约束后的跟踪误差进行非线性变换，再结合动态面技术，建立虚拟控制律； 步骤7、根据得到的期望轨迹、无人船的实际位置状态信息进行分析计算，得到期望控制力矩并传输给无人船主控；无人船主控接收数据并进行处理后，发送控制力矩指令给底层控制器，底层控制器通过PWM波实现对推进器的控制，使无人船能快速且精准的跟踪上期望轨迹； 步骤5中，根据无人船的运动学和动力学模型，建立模糊状态观测器来估计无人船的位置和速度，其实现方法为： 设为未知函数，采用模糊逻辑系统来识 别未知函数，使得： 其中，为理想权值矩阵，为模糊基函数向量，为近似误差，，，为近似误差上界； 对无人船的运动学和动力学模型进行变换，得到： 其中，和分别为和的一阶导，为输出项；设复合扰动；存在未知常数，使得； 建立模糊状态观测器如下： 式中，均为观测器增益，，其中、、、和分别为、、、、和的估计值，为的一阶导； 步骤6中，根据预设性能函数将跟踪误差约束在误差范围内，并对约束后的跟踪误差进行非线性变换，再根据模糊状态观测器估计的无人船位置和速度，结合动态面技术，建立虚拟控制律，其实现方法为： 对跟踪误差进行非线性变换，如下所示： 其中，，，为非线性变换后的新误差向 量，再对进行求导得： 其中，，，，、和分别为、和的一阶导，； 进一步得出： 其中，为的一阶导； 建立虚拟控制律如下： 其中，，，是一个正定参数的对角矩阵。

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