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龙图腾网获悉东北大学秦皇岛分校申请的专利基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪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：CN121364642B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17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：202511937913.0，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法是由孟范伟;徐浩楠;吕昱瑾;刘广豪;李秋楠设计研发完成，并于2025-12-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法，涉及船舶运动控制技术领域，建立包含模型不确定性和外部干扰的水面无人艇动力学模型，并定义轨迹跟踪误差；设计固定时间收敛扰动观测器，在固定时间内对系统中的速度误差及总未知扰动进行准确估计；构建基于指数规定时间稳定性的复合控制器，结合观测器输出设计轨迹跟踪控制律作用于水面无人艇系统。本发明能够保证轨迹跟踪误差在预先设定的时间内收敛至零且该时间独立于系统初始状态和控制器参数；通过引入指数项对规定时间控制器进行补偿，有效解决了现有规定时间控制方法在临近规定时间时控制输入剧烈增大的问题，实现了水面无人艇高精度、快速且控制输入平滑的轨迹跟踪。

本发明授权基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法在权利要求书中公布了：1.基于指数规定时间稳定性的水面无人艇轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括： 构建包含模型不确定性和外部干扰的水面无人艇动力学模型，定义位置跟踪误差和速度跟踪误差，基于包含模型不确定性和外部干扰的水面无人艇动力学模型和位置跟踪误差和速度跟踪误差，构建误差动力学方程； 根据误差动力学方程，设计固定时间收敛扰动观测器，对无人艇轨迹跟踪系统的扰动估计偏差进行估计； 根据固定时间收敛扰动观测器，设计复合轨迹跟踪控制律； 将复合轨迹跟踪控制律应用于无人艇轨迹跟踪系统，驱动水面无人艇在规定时间内跟踪期望轨迹； 其中，根据误差动力学方程，设计固定时间收敛扰动观测器，对无人艇轨迹跟踪系统的扰动估计偏差进行估计，包括： 构建固定时间收敛扰动观测器，具体通过以下公式表示： ； 其中，表示速度跟踪误差估计值的一阶导数，为非线性系统项，表示在时间上的二阶导数，为控制增益矩阵，为控制输入力矩，表示变换后的总扰动的估计值，为中间变量，表示的一阶导数，、、为观测器增益，、为非线性反馈项，表示中间状态变量； 计算速度误差估计偏差，具体通过以下公式实现： ； 其中，表示速度跟踪误差的估计值，为速度跟踪误差； 其中，，为中的第1个参数，为中的第n个参数，n表示中参数的数量，中的第i个参数表示为，通过以下公式计算： ； 其中，为速度误差估计偏差中的参数，，为幂次参数，为观测器增益； 其中，，为中的第1个参数，为中的第n个参数；中的第i个参数表示为，通过以下公式计算： ； 其中，表示中间状态变量，为观测器增益，，为幂次参数； 对，速度误差估计偏差，其中，表示固定时间，扰动估计偏差，在时，扰动估计偏差的绝对值小于或等于正标量； 其中，所述复合轨迹跟踪控制律表示为： ； 其中，为位置跟踪误差，表示规定时间镇定函数，表示将代入规定时间镇定函数，将代入规定时间镇定函数，表示速度跟踪误差变量，其中，，； 其中，通过以下公式计算： ； 其中，表示的缩放参数，表示的绝对值，表示的反馈增益，表示规定时间； 其中，通过以下公式计算： ； 其中，表示的缩放参数，表示的绝对值，表示的反馈增益。

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