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龙图腾网获悉沈阳大学申请的专利一种基于鲁棒无穷的双串级MPC四旋翼无人机姿态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：CN119148753B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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：202411280578.7，技术领域涉及：G05D1/49；该发明授权一种基于鲁棒无穷的双串级MPC四旋翼无人机姿态控制方法是由回楠木;郭云乾;韩晓微;吴宝举设计研发完成，并于2024-09-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于鲁棒无穷的双串级MPC四旋翼无人机姿态控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于鲁棒无穷的双串级MPC四旋翼无人机姿态控制方法，设计出一种鲁棒无穷控制和双串级模型预测控制MPC相结合的技术。该方法通过设计鲁棒无穷控制器、角度环MPC控制器和角速度环MPC控制器来提升无人机在随机气流扰动下的姿态控制精度和稳定性。鲁棒无穷控制器确保系统在扰动条件下的初始稳定性，角度环MPC优化姿态角，角速度环MPC精确控制角速度。该方法相比传统的PID和ADRC控制器，在扰动响应速度、稳定性和跟踪精度上具有显著优势。

本发明授权一种基于鲁棒无穷的双串级MPC四旋翼无人机姿态控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于鲁棒无穷的双串级MPC四旋翼无人机姿态控制方法，用于无人机的飞行姿态控制，该方法的核心设计是将模型预测控制MPC角度环设为主控制器，负责无人机姿态的主要调节，而MPC角速度环则作为辅助控制器，MPC角度环的控制周期长，优先实现姿态调整，而MPC角速度环用来以短的控制周期快速响应角速度变化，姿态控制器基于模型预测控制，通过优化算法，最小化预测误差与控制目标之间的偏差，为了减少MPC控制器的计算复杂度并增强系统的鲁棒性，在MPC角度环中引入了鲁棒无穷控制，该鲁棒无穷控制首先对数据进行预处理，降低系统对外部干扰的敏感性，随后将处理后的数据传递给MPC角度环控制器，从而提高姿态控制的稳定性和精度； 所述方法包括以下步骤： 步骤1：确定四旋翼无人机姿态角通道连续的状态空间方程如下： 其中，为四旋翼无人机的状态向量，方程中输出值表示四旋翼无人机俯仰角、横滚角和偏航角，矩阵Ac、Bc、Cc分别代表系统状态空间方程的参数，为四旋翼无人机姿态角的控制输入； 步骤2：设计鲁棒无穷控制器，对无人机的姿态角进行初步控制，并将控制结果作为MPC控制器的输入； 步骤3：将四旋翼无人机姿态角通道状态空间方程离散化，得到四旋翼无人机姿态角的离散化状态空间模型： 其中，分别代表姿态角标称系统的状态变量、控制输入变量和控制输出变量； 步骤4：对于步骤1的连续时间状态模型和离散状态模型的控制输入变量确定两者的转换关系所示如下： 其中，Ts与表示姿态角的采样时间和控制输入矩阵； 步骤5：将鲁棒无穷控制器的矩阵K作为初始控制率，确保系统的初始状态在一定范围内是稳定的； 步骤6：设计角度环MPC控制器，通过离散化姿态角动力学模型，优化目标函数，计算最优控制输入； 步骤7：确定无人机的姿态角速度的运动学方程： 其中，θ、φ和分别表示无人机运动时的俯仰角、横滚角、偏航角，和分别表示俯仰角角速度、横滚角角速度和偏航角角速度，且近似于p、近似于q、近似于r； 步骤8：设计角速度环MPC控制器，结合姿态角的速度变化，实现姿态角的精确控制。

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