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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利水下航行器流场与时变运动模型预测控制协同仿真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：CN120669558B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10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：202510834704.7，技术领域涉及：G05B17/02；该发明授权水下航行器流场与时变运动模型预测控制协同仿真方法是由向巩;王俊杰;向先波;杨少龙设计研发完成，并于2025-06-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本水下航行器流场与时变运动模型预测控制协同仿真方法在说明书摘要公布了：本申请属于水下航行器运动控制技术领域，具体公开了一种水下航行器流场与时变运动模型预测控制协同仿真方法，包括：确定AUV动力学模型的初始参数；基于AUV动力学模型的初始参数和AUV航行状态信息，持续迭代AUV的位姿，直至位姿偏差在预设范围内为止；迭代包括：对AUV动力学模型的时变参数在线滚动辨识，确定最优参数并传递至MPC算法以更新模型参数；通过ALOS制导算法及MPC算法，确定当前时刻所需的舵角角度；通过N‑S方程，确定流场力和流场力矩，以及通过CFD多自由度运动方程，更新AUV当前位姿；判断位姿偏差是否处于预设范围内。通过本申请，能够在动态变化的海洋环境中提高运动控制仿真的准确性和置信度。

本发明授权水下航行器流场与时变运动模型预测控制协同仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种水下航行器流场与时变运动模型预测控制协同仿真方法，其特征在于，包括： 确定自主水下航行器AUV动力学模型的初始参数； 基于AUV动力学模型的初始参数和AUV航行状态信息，持续迭代AUV的位姿，直至位姿偏差在预设范围内为止，AUV航行状态信息是通过CFD模拟获取的； 迭代AUV的位姿，包括： 基于AUV动力学模型的初始参数和AUV航行状态信息，通过优化算法对AUV动力学模型的时变参数进行在线滚动辨识，确定AUV动力学模型的最优参数； 基于AUV动力学模型的最优参数以及AUV当前位姿与目标位姿之间的位姿偏差，通过自适应视线ALOS制导算法及模型预测控制MPC算法，确定当前时刻所需的舵角角度，AUV动力学模型的最优参数被传递至MPC算法，以更新MPC算法的模型参数； 基于当前时刻所需的舵角角度，通过N-S方程，确定流场力和流场力矩，并传递流场力和流场力矩至CFD多自由度运动方程，更新AUV当前位姿； 基于目标位姿和更新后的AUV位姿，判断位姿偏差是否处于预设范围内； 所述通过优化算法对AUV动力学模型的时变参数进行在线滚动辨识，包括： 通过粒子群优化算法求解优化问题的函数； 优化问题的函数如下： ； 其中，是AUV动力学模型参数向量，表示固定参数，表示待优化参数，粒子群优化算法的初始解采用AUV动力学模型的初始参数，是目标函数，表示通过CFD模拟得到的测量值，表示通过AUV动力学模型得到的模型预测值，，表示中的第项，，表示中的第项，取值为4，表示艇体所受的y轴方向上的力，表示艇体所受的z轴方向的力矩；表示舵所受的y轴方向上的力；表示舵所受的z轴方向的力矩，是AUV动力学模型的输入向量，表示通过CFD模拟得到的横向速度，表示通过CFD模拟得到的偏航角速度，表示通过CFD模拟得到的横向加速度，表示通过CFD模拟得到的偏航角加速度，表示通过CFD模拟得到的舵角，表示各个自由度下力与力矩的误差加权矩阵； 所述通过自适应视线ALOS制导算法及模型预测控制MPC算法，确定当前时刻所需的舵角角度，包括： 基于AUV当前位姿与目标位姿之间的位姿偏差，通过ALOS制导算法，获取期望航向角； 传递AUV动力学模型的最优参数至MPC算法，以更新MPC算法的模型参数，并基于期望航向角、AUV速度信息和AUV当前位姿，通过更新模型参数后的MPC算法，获取当前时刻所需的舵角角度。

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