西南科技大学;哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司霍建文获国家专利权
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龙图腾网获悉西南科技大学;哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司申请的专利基于逆动力学的无人机轨迹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:CN120831964B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23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:202511321451.X,技术领域涉及:G05D1/46;该发明授权基于逆动力学的无人机轨迹跟踪控制方法是由霍建文;龙海东;张振宇;谭立国;刘东举;周怀芳;亓皓宽;凌铭润设计研发完成,并于2025-09-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于逆动力学的无人机轨迹跟踪控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于逆动力学的无人机轨迹跟踪控制方法,属于无人机轨迹控制的技术领域,其包括:获取飞行器在目标区域的测量轨迹;对测量轨迹进行网格化和平滑处理;基于处理后的测量轨迹,确定无人机逆动力学的输入和输出;基于无人机逆动力学的输入和输出,构建无人机逆动力学模型;基于无人机逆动力学模型,计算无人机控制变量;根据无人机控制变量,验证无人机轨迹模拟精度。本发明通过构建测量状态变量的网格函数,综合了无人机动力学方程、无人机控制约束,实现了高效的目标轨迹追踪控制变量计算,确保在最短时间内完成无人机对已知轨迹的控制率构建,同时减少计算量,优化设备需求。
本发明授权基于逆动力学的无人机轨迹跟踪控制方法在权利要求书中公布了:1.一种基于逆动力学的无人机轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、获取飞行器在目标区域的测量轨迹; S2、对测量轨迹进行网格化和平滑处理; S3、基于处理后的测量轨迹,确定无人机逆动力学的输入和输出; S4、基于无人机逆动力学的输入和输出,构建无人机逆动力学模型; 所述S4包括以下分步骤: S401、对无人机控制变量进行与测量轨迹相同的网格化离散处理,并确定无人机的逆动力学方程: 式中,表示测量轨迹的第i个状态变量变化率;表示当前状态x和控制输入u的函数;表示起始时刻;表示系统运行时间;表示截至时刻; S402、对逆动力学方程的进行求导,并将剩余方程中无法求导部分进行单独表示,进而得到控制量与状态向量关系的完整代数方程,其表示为: 其中: 式中,表示状态变量的二阶导数;表示状态变量的第j个分量;表示状态变量第j个分量的一阶导数;表示状态变量的第q个分量,属于不能直接求导表示的状态分量;为第q个动力学函数,表示第q个状态变量与当前状态x和控制输入u的函数关系;表示人为调节的控制量的第s个分量;表示第s个控制变量的变化率;表示变量的个数;表示状态变量的总数; S403、对S402中的完整代数方程进行辅助函数化简和离散化,进而构建得到无人机逆动力学模型,其表示为: 式中,表示在时刻的控制变量偏导数系数,即对第s个控制变量的偏导数在处的值,表示为;表示状态变量在时刻的值,表示控制变量在时刻的值; 表示第s个控制变量在时刻t的变化率; 表示第i个状态变量在时刻t的二阶导数; s表示控制变量的索引,表示第s个控制变量; 表示在时刻的状态变量偏导数系数,即函数对第j个状态变量的偏导数在处的值,表示为; 表示在时刻的复合函数系数,即在处的值,用于处理无法直接求导的状态分量; S5、基于无人机逆动力学模型,计算无人机控制变量; S6、根据无人机控制变量,验证无人机轨迹模拟精度。
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