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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利四旋翼无人机姿态跟踪的双时间尺度模型预测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：CN121386425B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27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：202511946742.8，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权四旋翼无人机姿态跟踪的双时间尺度模型预测控制方法是由张莹;杨春雨;马磊;熊梦辉;周林娜;王国庆设计研发完成，并于2025-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本四旋翼无人机姿态跟踪的双时间尺度模型预测控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了四旋翼无人机姿态跟踪的双时间尺度模型预测控制方法，涉及四旋翼无人机控制技术领域，该方法针对四旋翼无人机姿态系统中存在的双时间尺度特性与输入约束问题，首先利用奇异摄动理论将姿态系统分解为慢、快两个降阶子系统；然后分别为每个子系统设计与其时间尺度相匹配的模型预测控制器，并在优化问题中引入基于辅助控制律设计的收缩约束，以保证控制器的递归可行性和闭环稳定性；最后组合两个子系统的控制量构造姿态系统的复合控制输入。本发明通过分解‑复合的设计策略降低了四旋翼无人机姿态系统控制器设计的复杂度，且能在显式处理输入约束的同时通过在线优化提升姿态跟踪性能与鲁棒性。

本发明授权四旋翼无人机姿态跟踪的双时间尺度模型预测控制方法在权利要求书中公布了：1.四旋翼无人机姿态跟踪的双时间尺度模型预测控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、引入时间尺度参数，量化角度动态响应速度与角速度动态响应速度的差异程度，构建四旋翼无人机的双时间尺度姿态系统模型； S2、基于奇异摄动理论，将S1中构建的四旋翼无人机的双时间尺度姿态系统分解为降阶的慢子系统与快子系统； S3、针对步骤S2所得慢子系统与快子系统，分别设计基于Lyapunov的辅助控制律，保证慢子系统与快子系统在无输入约束下的稳定性； S4、分别在慢时间尺度和快时间尺度上构建慢子系统与快子系统的MPC优化问题，所述MPC优化问题包括基于辅助控制律设计的收缩约束，所述MPC为模型预测控制； S5、分别求解步骤S4所构建的慢子系统与快子系统的MPC优化问题，得到慢子系统与快子系统的最优控制输入，然后将二者合成为作用于双时间尺度姿态系统的复合控制输入； 在步骤S3中，慢子系统与快子系统基于Lyapunov的辅助控制律设计如下： 为慢子系统构造Lyapunov函数为：，其中，是姿态跟踪误差，是期望的姿态角，、、分别是期望的滚转角、期望的俯仰角和期望的偏航角，关于时间的导数为； 设计慢子系统的辅助控制律为： ； 其中，是慢子系统的控制器增益矩阵，可得，即慢子系统状态在设计的辅助控制律下能够跟踪上期望的姿态角； 为快子系统构造Lyapunov函数为：，关于时间的导数为； 设计快子系统的辅助控制律为： ； 其中，是快子系统的控制器增益矩阵，可得，即快子系统是稳定的。

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