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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利基于系绳张力和末端执行器的绳系飞行器协调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：CN115718424B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06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：202211393323.2，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权基于系绳张力和末端执行器的绳系飞行器协调控制方法是由黄攀峰;宋梦实;张帆;张夷斋;沈刚辉设计研发完成，并于2022-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于系绳张力和末端执行器的绳系飞行器协调控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于系绳张力和末端执行器的绳系飞行器协调控制方法，针对绳系飞行器系统的耦合非线性、未知干扰和位置约束情况下的精确跟踪控制问题，建立了绳系飞行器动力学模型，然后利用固定时间扩张状态观测器估计了未知的系绳张力和外界未知气流扰动，最后利用障碍Lyapunov方法和动态面法设计了绳系飞行器的协调控制方法。本发明能够使绳系飞行器在不违反位置约束的前提下精确地跟踪期望轨迹。

本发明授权基于系绳张力和末端执行器的绳系飞行器协调控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于系绳张力和末端执行器的绳系飞行器协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：绳系飞行器动力学模型建立； 绳系飞行器动力学方程式为： 1 式中，；；；；；表示向量或者矩阵的转置；表示对时间的微分；为系绳和主飞行器的连接点到绳系飞行器质心的距离；、的方位角；为绳系飞行器的偏航角和俯仰角；分别是绳系飞行器的转动角速度；为绳系张力；为绳系飞行器的执行器；的相关函数；、为系统已知项；、、为系统未知项； 步骤2：固定时间扩张观测器设计； 由式1知，、、为系统未知项，其中通过控制器的鲁棒性处理；、通过设计观测器进行估计，设计如式2和3所示的固定时间扩张状态观测器对其进行估计： 2 3 式中，；为的估计向量；；；；；；；；；；；；；为正实数；、、、、、、、、、为对角正定矩阵；；；；为正实数，表示对角矩阵，其中矩阵对角元素为的元素；；的含义为；；表示符号函数；表示的绝对值； 步骤3：控制器设计； 采用如下坐标变换： 4 式中，、、、分别为、、、的期望跟踪轨迹； 引入一阶低通滤波器： 5 式中，为时间常数，且为对角正定矩阵；为虚拟控制变量；为滤波器输出； 定义滤波误差为： 6 根据式5和6知： 7 式中，，为的2范数，为正实数；为的逆矩阵； 步骤3-1：根据式1、4和6可知： 8 设计Lyapunov函数为： 9 式中，；为正实数，满足； 对式9求导，并代入式7和8得： 10 式中，； 根据式10选取虚拟控制律为： 11 式中，为对角正定矩阵； 步骤3-2：根据式1、2、4和6可知： 12 设计Lyapunov函数为： 13 对式13求导，并代入式7和12得： 14 根据式14选取虚拟控制律为： 15 式中，为对角正定矩阵； 步骤3-3：根据式1、4和6可知： 16 式中，为对的偏导数； 设计Lyapunov函数为： 17 对式17求导，并代入式7和16得： 18 根据式18选取虚拟控制律为： 19 式中，为对角正定矩阵； 步骤3-4：根据式1、3、4和6可知： 20 设计Lyapunov函数为： 21 对式21求导，并代入式20得： 22 选取实际控制律为： 23 式中，为对角正定矩阵。

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