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龙图腾网获悉浙江大学;浙江大学湖州研究院申请的专利一种面向动力失效故障的无人机运动规划与容错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：CN119088085B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11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：202411151042.5，技术领域涉及：G05D1/86；该发明授权一种面向动力失效故障的无人机运动规划与容错控制方法是由高飞;周小彬;李成奥;汪秒;崔粲设计研发完成，并于2024-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向动力失效故障的无人机运动规划与容错控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种面向动力失效故障的无人机运动规划与容错控制方法。该方法包括：通过对无人机进行动力学建模和设计无人机运动规划方法，从而在满足故障无人机机动性能下降约束的同时实现自主导航和碰撞规避；通过设计的双环观测器诊断无人机是否发生动力失效故障，当发生动力失效故障时控制器重构以实现容错控制；并改装无人机脚架以设计抗偏航力矩板，调节旋翼的下洗气流和无人机高速自转时的偏转气流，降低无人机作用于自转运动的偏航力矩。本发明解决了故障无人机高速自转引起的定位建图、碰撞规避难题，以及突发故障对故障快速诊断、恢复稳定性能的需求，提升了无人机实际飞行的自主安全性。

本发明授权一种面向动力失效故障的无人机运动规划与容错控制方法在权利要求书中公布了：1.一种面向动力失效故障的无人机运动规划与容错控制方法，其特征在于，包括： S1：对动力失效无人机进行动力学建模，建立运动学和动力学模型； S2：基于S1的建模结果，设计基于加速度自适应优化的无人机运动规划方法，从而实现失效无人机自主导航和碰撞规避； S3：通过设计观测器估计无人机所受的合推力、扭矩是否与控制器输出的合推力、扭矩匹配，诊断无人机是否受到失效故障； S4：基于S3的故障诊断结果，设计基于非线性模型预测控制的容错控制器，当发生故障时通过放弃偏航通道控制，确保对俯仰、滚转以及高度三个通道的控制；具体为： 利用非线性模型预测控制通过在滚动时间域内求解有限时间最优控制问题来生成控制律；即通过表达的状态和控制输入，在离散时间形式下建模为；对于参考轨迹，代价函数是在有限时间域内参考状态和实际状态之间的误差；采用N步等间隔，步长为，其中表示时间段长度；因此，得到如下约束优化表达式：；；；其中分别表示当前时间步、采样时间步和预测的状态轨迹；是权重矩阵；是控制律的上下限，是角速度的上下限；在正常飞行条件下，控制输入的限制设定为；如果第个动力失效并被故障检测模块识别，将的第个元素调整为； 所述代价函数包含两个部分：第一部分是与和相关的每个时间步累积的运行代价，第二部分是依赖于终端状态的终端代价；利用偏航力矩进行偏航控制，偏航控制的有效性相比俯仰和横滚约低一个数量级，使得偏航控制易受电机饱和影响； 首先确定姿态误差：；其中是参考姿态，是当前姿态； 将姿态误差分解为和分量： ； ； 构建运行代价的向量和对角权重矩阵： ； ； ； 代价函数中的参考值是预测时间域内所有时间点的悬停参考值或轨迹中的采样点；在动力失效诊断确认发生故障后，和偏航运动相关的权重系数设为零，其余权重系数不变；强制将其推力方向与参考对齐，同时放弃偏航运动的控制； S5：通过设计气动结构偏转气流，降低无人机动力失效时的扭矩变化，从而降低无人机的自旋速度，确保无人机在失效故障情况下的准确定位和稳定控制。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人浙江大学;浙江大学湖州研究院，其通讯地址为：310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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