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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利一种飞机横向分层控制的稳定性增强系统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：CN119882401B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202510008881.X，技术领域涉及：G05B11/42；该发明授权一种飞机横向分层控制的稳定性增强系统是由潘兆磊;皮阳军;曹添设计研发完成，并于2025-01-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种飞机横向分层控制的稳定性增强系统在说明书摘要公布了：本发明提出了一种飞机横向分层控制的稳定性增强系统，属于自动飞行控制技术领域，涉及自动飞行控制技术领域。符合民用航空Ⅲa级控制系统设计标准。该系统采用外环PID航迹跟踪控制与内环横向航向模型预测控制MPC相结合的分层控制架构。外环PID控制负责航迹的基本跟踪，而内环MPC则对航向角和轨迹进行精细调节，以确保飞机精确对准跑道并稳定飞行。通过将PID控制的简易性与MPC的多变量优化能力结合，该方法不仅提升了控制精度和响应速度，还显著减少了计算负担，增强了系统的鲁棒性与抗干扰能力。此系统在复杂飞行环境下能够有效提高飞机横向控制的稳定性，确保飞机在执行自动着陆任务时的安全性和可靠性。

本发明授权一种飞机横向分层控制的稳定性增强系统在权利要求书中公布了：1.一种飞机横向分层控制的稳定性增强系统，其特征在于：包括如下步骤： S1：建立飞机横向运动自动着陆数学模型； S2：在飞机进行准备着陆之后获取飞机各个阶段横向运动轨迹跟踪指令，即航向道偏差ξ、航向ψ、跑道航向ψrw、实时高度H,将这些信号送入到外环PID控制器中进行准确跟踪并生成目标滚转角φg指令； S3：将外环PID控制器输出的目标滚转角φg和飞机运动的目标速度Vg发送到内环MPC控制器作为内环控制的输入，得到控制飞机副翼舵的指令δa和放向舵的指令δr； S4：根据控制器输出的控制指令和描述的飞机横向运动自动着陆数学模型，获取飞机的实时动态信号，以实现对飞机自动着陆的控制； 在所述S2中所设计的各阶段外环控制率如下： 1航向选择控制律算法 高度保持控制律的作用是控制飞机转弯，并以一定的截获角向航向道中心线飞行，直到截获到航向信标波束, φg＝Kψψg-ψ 式中，Kψ为航向偏差系数, 2航向道模态控制律算法 航向道控制律用来控制飞机沿跑道方向的水平波束中线飞行，主要引入LOC偏差和飞机航向信号,为了更好的使进近横侧向的控制精度满足指标要求，航向道模态控制律需按照初始捕获和跟踪子模态、末端跟踪子模态进行分段设计, 初始捕获和跟踪阶段， φg＝Kξξ+KψψRH-ψ 式中，Kξ为比例系数，Kψ为比例系数, 末端跟踪阶段， 式中，为微分系数, 3对准跑道控制律 对准跑道控制律通过控制方向舵使机头与跑道中心线对准，并保持机翼水平, φg＝0 δr＝KrψRH-ψ 式中，δr为方向舵指令，Kr为航向角与跑道航向偏差的比例系数, 4低机头控制律 低机头控制律将控制飞机机头向下转动，使前起落架轻柔地接触跑道, θg＝Kθ 式中，Kθ为目标俯仰角； 所述S3中的内环姿态MPC控制率设计如下：将S1中连续域横向飞机状态空间方程以0.02秒的任务周期进行离散化处理,固定翼飞机自动着陆控制属于典型的轨迹跟踪控制，定义横向和侧向状态变量参数： xr＝[ΔβΔpΔrΔφ]T 定义横向控制输出参数： ur＝[ΔδaΔδr] 定义指令的跟踪误差为 er＝xr-xd 式中，xd表示期望的目标值，飞机可以按照目标滚转角φg飞行，在稳态飞行时，一般设定期望飞机的Δβ、Δp、Δr为0，即， xd＝[000φg] 考虑在未来一段时间内控制系统的滚转角跟踪误差er最小，并且飞机的副翼舵面和方向舵输出量最小，在横向控制最优控制的代价函数如下： 这里，综合考虑控制性能和计算负载，模型预测区间不能太大，定义横向模型预测控制器的模型预测区间N＝20，即预测区间的时间为T＝20*0.02s，定义横向控制状态量权重系数Qr和控制量权重系数Rr如下： 横向控制约束矩阵如下： xrk+1＝Grxrk+Hrurk 其中Gr和Hr为已知矩阵，同样定义横向模型预测控制器的模型预测区间N＝20，即预测区间的时间为T＝20*0.02s，考虑控制变量的上下界约束，则矩阵U的约束为：

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