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龙图腾网获悉广东工业大学申请的专利水空两栖无人机的非线性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：CN119292327B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10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：202411177554.9，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权水空两栖无人机的非线性模型预测控制方法是由赵曜;张泽琦;徐雍;吕伟俊;周宇媚;李梓甜;张天洋设计研发完成，并于2024-08-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本水空两栖无人机的非线性模型预测控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及无人机控制技术领域，尤其涉及一种水空两栖无人机的非线性模型预测控制方法，包括以下步骤：基于所述四轴八旋翼无人机构建无人机运动数学模型；基于所述无人机运动数学模型构建用于所述四轴八旋翼无人机的预测控制的代价函数；根据所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系中的轴的扭矩或轴水阻力构建LESO扩张观测器；通过所述四轴八旋翼无人机的传感器获取运行状态，并确定用于所述四轴八旋翼无人机的各个旋翼电机的动力分配模式；根据所述动力分配模式、所述LESO扩张观测器对所述代价函数进行求解，得到用于所述四轴八旋翼无人机的各个旋翼电机的控制结果。本发明使水空两栖无人机的运行姿态得到优化，运行性能更加高效。

本发明授权水空两栖无人机的非线性模型预测控制方法在权利要求书中公布了：1.一种水空两栖无人机的非线性模型预测控制方法，所述水空两栖无人机为四轴八旋翼无人机，其特征在于，所述非线性模型预测控制方法包括以下步骤：基于所述四轴八旋翼无人机构建无人机运动数学模型；基于所述无人机运动数学模型构建用于所述四轴八旋翼无人机的预测控制的代价函数；根据所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系中的轴的扭矩或轴水阻力构建LESO扩张观测器；通过所述四轴八旋翼无人机的传感器获取运行状态，并确定用于所述四轴八旋翼无人机的各个旋翼电机的动力分配模式；根据所述动力分配模式、所述LESO扩张观测器对所述代价函数进行求解，得到用于所述四轴八旋翼无人机的各个旋翼电机的控制结果；其中，所述无人机运动数学模型满足以下关系式： 其中，表示所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系下的位置，表示所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系下的速度；Φ1表示三个欧拉角，Φ2表示绕机体三轴的角速度；T表示总推力，ρwa表示水体或空气的密度，V表示排水量，m表示质量，g表示重力加速度，FD表示水阻或风阻；J表示惯性矩阵，Γ为表示所述四轴八旋翼无人机的旋翼电机在对应轴上产生的力矩，ΓD表示水阻产生的扭矩；所述代价函数满足以下关系式： 其中，k表示当前时间步长，N表示预测范围内采样时间步的数量，xk:k+N表示预测的状态轨迹，Q、QN和R均表示正定权重矩阵，uk:k+N表示预测的系统输入，u表示输出下界，表示输出上界；定义所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系中的x轴的转动惯量为I11、系统输入为τx，则所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系中的x轴上的所述LESO扩张观测器满足以下关系式： 其中，z1、z2表示的是状态的估计值，β1、β2表示的是观测增益；所述四轴八旋翼无人机在空间坐标系中的x轴上的所述LESO扩张观测器具有满足以下关系式的观测误差： 其中，h＝τDx，τDx表示阻力作用在机体在x轴的分量；所述运行状态包括空中飞行、水中运行，所述动力分配模式包括空中动力分配模式和水中动力分配模式，其中，所述空中动力分配模式基于混控矩阵进行动力分配；所述水中动力分配模式基于以下关系式进行动力分配： 其中，f1…f8分别表示所述四轴八旋翼无人机的八个旋翼电机的输出推力，T1、T2分别表示输出总推力在空间坐标系的z轴和x轴的分量，α，β分别表示以所述四轴八旋翼无人机行进方向为前向时的左右舵机的倾转角度，l表示轴距，k表示反扭系数。

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