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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种倾转旋翼无人机过渡段的预设时间切换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：CN119645102B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202411818107.7，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权一种倾转旋翼无人机过渡段的预设时间切换跟踪控制方法是由史爽;罗苛比;王新华;盛守照;江驹设计研发完成，并于2024-12-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种倾转旋翼无人机过渡段的预设时间切换跟踪控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于倾转旋翼无人机技术领域，涉及一种倾转旋翼无人机过渡段的预设时间切换跟踪控制方法，包括如下步骤：建立倾转旋翼无人机过渡段的纵向非线性动力学模型，并将非线性系统划分为多个非线性子系统，并建立切换非线性系统模型；结合倾转走廊设计代价函数，计算最优过渡路径并解算需要跟踪的理想参考信号；设计预设时间跟踪控制方案，使得与理想参考轨迹的跟踪误差在预设时间内收敛；进行稳定性分析，设计预设时间跟踪控制器参数；本发明能够计算倾转旋翼无人机的最优过渡路径，并使得与理想参考轨迹的跟踪误差在预设时间内收敛，使倾转旋翼无人机能够在给定的时间内完成飞行模式的平稳转换。

本发明授权一种倾转旋翼无人机过渡段的预设时间切换跟踪控制方法在权利要求书中公布了：1.一种倾转旋翼无人机过渡段的预设时间切换跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、假设倾转旋翼无人机过渡段不存在横侧向运动的情况下，采用分体建模的方法分别构建倾转旋翼无人机各组成部分的纵向非线性动力学模型；将非线性系统划分为至少两个非线性子系统，并将至少两个非线性子系统建模为顺序切换纵向非线性动力学模型；其中： 所述纵向非线性动力学模型的表达式为： 式中，x1＝[Px,Pz,θ]T是系统在机体坐标系中的3个状态，T表示矩阵转置；Px为沿机体x坐标轴方向的位置，Pz为沿机体坐标z轴方向的位置，θ为俯仰角；x2＝[u,w,q]T则为另外3个状态，u代表前飞速度，w为纵向速度，q为俯仰角速度；代表βM为倾转角；uc＝[u1,u2,u3]T为控制输入，u1为旋翼推力，u2为纵向周期变距，u3代表升降舵的偏转；A1x1、与为参数矩阵；d代表外部扰动； 所述顺序切换纵向非线性动力学模型的表达式为： 式中：为切换信号，为整数集合； S2、在步骤S1的基础上，结合倾转走廊设计代价函数，通过求解目标函数，以优化过度路径，并根据所得的速度及倾转角来解算倾转旋翼无人机的俯仰角以及位置信息，以求得所需跟踪的理想参考信号；其中：所述代价函数的表达式为： CsVa,βM＝vβMCaVa,βM+[1-vβM]CwVa,βM 其中，Va为空速，CaVa,βM代表姿态的代价函数，θVa,βM表示当前的俯仰角，θ0为悬停状态时的俯仰角，|θ|max为可行范围内俯仰角的最大绝对值；CwVa,βM代表功率的代价函数，PVa,βM表示当前旋翼所需的功率，Pmin代表旋翼所需的最小功率，Pxy为发动机的可用功率；vβM为姿态代价函数的权重系数； 所述目标函数为minCsVa,βM； 所述理想参考信号的表达式如下： t＝[Pxr,Pzr,θ] 式中：Pxr为沿机体x坐标轴方向的理想位置，Pzr为沿机体坐标z轴方向的理想纵向位置，θ为理想俯仰角； S3、根据步骤S2中的理想参考信号来设计预设时间跟踪控制方案，所述预设时间跟踪控制方案能实现理想参考轨迹的跟踪误差在预设时间内收敛；其中： 所述理想参考轨迹是由所述理想参考信号给出的状态轨迹； 所述跟踪误差的坐标变换形式为： 式中：l与l代表对应状态的跟踪误差；为虚拟控制器，其表达式为其中，K11与K12为虚拟控制器的增益矩阵； 其中：所述虚拟控制器的表达式是在引入引理的情况下，选取李雅普诺夫函数V通过求导设计而成的；其中，所述引理：如果存在李雅普诺夫函数V符合 式中：0＜α＜1，τc＞0为给定常数，则V是实用预设时间稳定的；此外，V能够在预设时间τf≤2τc内收敛至邻域内； 所述李雅普诺夫函数V1的表达式为： S4、对所述步骤S3中的虚拟控制器进行稳定性分析来设计控制器的参数K21与K22，结合选取的李雅普诺夫函数V2来设计预设时间跟踪控制器uc，所述预设时间跟踪控制器uc的表达式为： 式中：K21与K22为控制器增益矩阵； 其中，所述李雅普诺夫函数V2的表达式为：

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