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龙图腾网获悉三峡大学申请的专利基于扩张状态观测器的四旋翼悬吊系统滑模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：CN119806181B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03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：202411916787.6，技术领域涉及：G05D1/46；该发明授权基于扩张状态观测器的四旋翼悬吊系统滑模控制方法是由文斌;吕文丹;叶永盛;章学勤;黄卫阳;刘典;董加良;封宣宇;张晓檬设计研发完成，并于2024-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于扩张状态观测器的四旋翼悬吊系统滑模控制方法在说明书摘要公布了：基于扩张状态观测器的四旋翼悬吊系统滑模控制方法，包括：构建四旋翼悬吊系统的动力学模型；对建立的四旋翼悬吊系统的动力学模型进行了分析，得到与四旋翼悬吊系统各个状态变量一一对应的虚拟控制力矩，并据此将整个四旋翼悬吊系统分解为多个子系统；将四旋翼悬吊系统存在的各种不确定性扰动视为系统的扩张状态变量，在此基础上设计一种非线性扩张状态观测器，用于实时估计系统的扰动情况；基于非线性扩张状态观测器提供的扰动估计，为每个子系统设计非奇异快速滑模控制器。该方法实现四旋翼悬吊系统在精确追踪期望目标的同时，能够有效且迅速地抑制负载的摆动现象。

本发明授权基于扩张状态观测器的四旋翼悬吊系统滑模控制方法在权利要求书中公布了：1.基于扩张状态观测器的四旋翼悬吊系统滑模控制方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1：构建四旋翼悬吊系统的动力学模型； 步骤2：对步骤1建立的四旋翼悬吊系统的动力学模型进行了分析，得到与四旋翼悬吊系统各个状态变量一一对应的虚拟控制力矩，并据此将整个四旋翼悬吊系统分解为多个子系统； 步骤3：将四旋翼悬吊系统存在的各种不确定性扰动视为系统的扩张状态变量，在此基础上设计一种非线性扩张状态观测器，用于实时估计系统的扰动情况； 步骤4：基于非线性扩张状态观测器提供的扰动估计，为每个子系统设计非奇异快速滑模控制器； 所述步骤3中，令∈为观测误差，引入非线性反馈函数gn∈： 其中，n为系统阶数； 非线性扩张状态观测器能够设计为： 其中，分别是η1、η2、η3的观测值；μ1、μ2、μ3为扩张状态观测器的误差反馈增益；g1∈、g2∈、g3∈分别为gn∈在n＝1,2,3时的表达式； 所述步骤4中，对于x‑β子系统分别设计如下的非奇异快速终端滑模面： 其中：ax、cx、aβ、cβ、px、qx、pβ、qβ皆为控制器参数；ex为x子系统的期望轨迹与实际轨迹的偏差；为ex关于时间的导数； ax、cx、aβ、cβ0；px、qx、pβ、qβ均为正奇数；且pxqx，pβqβ； ux1、ux2能够设计为： 其中：为观测器估计的扰动；ux1为x子系统控制律，ux2为β子系统控制律，为x子系统期望轨迹关于时间的二阶导数；fx、gx、fβ、gβ为模型变量； 同理可知，选取y‑α控制子系统的非奇异快速终端滑模面为： 其中：sy、sα分别为y、α子系统的滑模面；ay、cy、aα、cα、py、qy、pα、qα为控制器参数；ey为y子系统的期望轨迹与实际轨迹的偏差；为ex关于时间的导数； uy1、uy2能够设计为： 其中：为观测器估计的扰动；uy1为y子系统控制律；uy2为α子系统控制律；为y子系统期望轨迹关于时间的二阶导数；fy、gy、fα、gα为模型变量； 对于高度z子系统，选取滑模面： 其中：sz为设计的高度与姿态子系统的滑模面；az、cz、pz、qz为控制器参数；ez为高度与姿态子系统期望轨迹与实际轨迹的偏差；为ez关于时间的一阶导数； uz设计为： 其中：uΩ为设计的高度与姿态子系统控制器输出；为给定的高度期望轨迹关于时间的二阶导数；fz、gz为模型变量。

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