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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于翅翼拍动轨迹姿态稳定算法的简单飞行器装置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：CN116674746B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-24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：202310672569.1，技术领域涉及：B64C33/02；该发明授权一种基于翅翼拍动轨迹姿态稳定算法的简单飞行器装置是由杨波;陈明生;任嘉豪;张然;吴亚辛;袁美松;尹驯涛设计研发完成，并于2023-06-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于翅翼拍动轨迹姿态稳定算法的简单飞行器装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于翅翼拍动轨迹姿态稳定算法的微型飞行器装置。其整体方案由飞行器整体结构、硬件电路控制器模块、翅翼拍动轨迹姿态力矩产生方法、姿态稳定控制算法组成。飞行器机械扑动结构由两组简单的齿轮‑弹簧‑翼杆结构组成，可以实现两侧翅翼高效、稳定的扑动；微控制器中实现读取IMU姿态数据进行串级PID控制算法，通过力矩‑电压线性映射器以及MCU电压调制器，输入PWM波形到电机驱动电路，从而控制电机高速正反转动，最终通过扑动机构驱动翅翼规律性扑动，翅翼规律性扑动产生飞行器姿态控制力矩，实现飞行器稳定飞行。姿态稳定PID采用串级PID方案，能够做到飞行器的姿态控制不会过冲，具有良好的稳定性。

本发明授权一种基于翅翼拍动轨迹姿态稳定算法的简单飞行器装置在权利要求书中公布了：1.一种基于翅翼拍动轨迹姿态稳定算法的简单飞行器控制方法，其特征在于：包括翅翼拍动轨迹姿态力矩产生方法和姿态稳定控制算法;其过程为通过给定微控制器期望姿态数据，通过姿态稳定控制算法输出电机控制信号到电机驱动电路，电机转动带动传动机构运动从而驱动翅翼扑动，从而控制飞行器两侧翅翼产生规律性轨迹控制飞行器稳定;其中翅翼拍动轨迹姿态力矩产生方法由翅翼扑动轨迹幅值控制、翅翼轨迹扑动偏置控制以及翅翼扑动轨迹频率控制三个部分组成；飞行器两侧翅翼分别由两个扑动机构驱动，当两侧翅翼扑动幅值相同时且其产生的升力与重力平衡时，为飞行器标定状态；对于翅翼扑动轨迹幅值控制，在标定状态下，左翼右翼扑动幅值比右翼左翼大，左右两侧翅翼产生的升力不平衡，产生飞行器正向反向滚转控制力矩；对于翅翼轨迹扑动偏置，在标定状态下，左翼右翼扑动幅值产生同向偏置，飞行器前后产生的升力不平衡，产生飞行器正向反向俯仰控制力矩；对于翅翼扑动轨迹频率控制，在标定状态下，左翼上扑快下扑慢、右翼上扑慢下扑快，飞行器在样机垂直方向产生正向旋转力矩，左翼上扑慢下扑快、右翼上扑快下扑慢，飞行器在样机垂直方向产生反向旋转力矩，上述旋转力矩为飞行器偏航控制力矩；所述姿态稳定控制算法由IMU数据测量及姿态融合算法、串级PID控制算法、力矩-电压线性映射器算法以及MCU电压调制算法组成；IMU数据测量及姿态融合算法与串级PID控制算法连接，检测飞行器实际三轴角速度以及姿态融合后的实际三轴角度，并提供串级PID算法的外环与内环输入信号；串级PID算法与力矩-电压线性映射器算法连接，提供所需控制力矩输入；力矩-电压线性映射器算法与MCU电压调制算法连接，根据输入的力矩种类，确定电压调制方式；MCU电压调制算法输出电机控制信号，驱动翅翼扑动最终改变飞行器姿态；其中IMU数据测量及姿态融合使用MPU9250传感器，当内置传感单元更新数据时，会更新16位加速度计数据寄存器、16位陀螺仪数据寄存器以及14位磁力计数据寄存器，读取陀螺仪数据寄存器到数字滤波器中进行滤波，最终输出飞行器实际三轴角速度，读取三个寄存器的数据且分别进行数字滤波，使用DMP数字运动处理器，经过四元数算法实现三轴姿态融合，输出飞行器实际三轴角度；串级PID控制算法由外环PID控制器及内环PID控制器组成，外环PID控制器输入为期望三轴姿态角与姿态实际数据融合三轴姿态角之差，外环PID控制器输出为期望三轴角速度，内环PID控制器输入为期望三轴角速度与姿态实际测量数据三轴角速度之差，内环PID控制器输出为实际需要的飞行器三轴控制力矩；力矩-电压线性映射器由滚转力矩Roll-电压幅值差线性映射器、俯仰力矩Pitch-电压偏置线性映射器以及偏航力矩Yaw-反对称频率线性映射器组成，能够根据姿态控制力矩大小得到对应的电压调制参数；对于滚转力矩Roll-电压幅值差线性映射器，串级PID输出滚转控制力矩大小，经过滚转力矩Roll-电压幅值差线性映射器，输出电压幅值调制参数到电压调制输入信号；对于俯仰力矩Pitch-电压偏置线性映射器，串级PID输出俯仰控制力矩大小，经过俯仰力矩Pitch-电压偏置线性映射器，输出电压偏置调制参数到电压调制输入信号；对于偏航力矩Yaw-反对称频率线性映射器，串级PID输出偏航控制力矩大小，经过偏航力矩Yaw-反对称频率线性映射器，输出电压频率调制参数到电压调制输入信号；MCU电压调制算法由电压幅值调制、电压偏置调制以及电压频率调制组成，根据上述力矩-电压线性映射器的输出电压参数，分别确定三个电压参数：幅值参数、偏置参数和频率参数的大小，使用DSP单元以及FPU单元加速三角函数的计算，分别改变三角函数的比例系数、偏置量以及频率系数，经过定时器中断程序修改PWM的占空比，输出电压期望控制信号到电机驱动电路，最终经过电机、扑动机构驱动翅翼产生期望轨迹。

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