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龙图腾网获悉中国海洋大学申请的专利一种基于ESO的无人帆船帆舵协同自抗扰航向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：CN121721962B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01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：202610194389.0，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于ESO的无人帆船帆舵协同自抗扰航向控制方法是由谭俊哲;郭志鸿;王海波;汤超;常宗瑜;袁鹏设计研发完成，并于2026-02-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于ESO的无人帆船帆舵协同自抗扰航向控制方法在说明书摘要公布了：本发明属于船舶航向控制的技术领域，公开了一种基于ESO的无人帆船帆舵协同自抗扰航向控制方法，包括以下步骤：建立非线性航向运动数学模型；设计自适应跟踪微分器对期望航向进行平滑处理；利用ESO实时观测航向、艏摇角速度、帆气动力矩及综合扰动；基于非线性状态误差反馈控制律，结合所述跟踪微分器的输出与所述ESO的观测值，生成舵力矩控制量，将舵力矩控制量进行约束处理后输出舵角指令；根据实时修正后的帆气动模型的升阻比参数、表观风速与相对风角决策动态最优帆角，结合航向偏差对动态最优帆角进行补偿与约束处理后，生成帆角指令。本发明增强了对时变风场与模型不确定性的适应能力，通过帆角的动态优化与补偿提升了系统的抗扰性能与能效。

本发明授权一种基于ESO的无人帆船帆舵协同自抗扰航向控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于ESO的无人帆船帆舵协同自抗扰航向控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 建立包含帆空气动力学特性的非线性航向运动数学模型，同步构建表观风计算模块获取环境输入； 所述建立包含帆空气动力学特性的非线性航向运动数学模型包括： 基于船舶MMG分离建模思想，将无人帆船的运动载荷拆分为船体、风帆、船舵进行受力分析，建立非线性航向运动数学模型，具体如下： ； 其中，IZ为船体艏摇转动惯量，φ为航向角，r为艏摇角速度；NR为期望舵力矩；NS为帆力矩；NH为船体水动力矩；f为综合扰动； 设计自适应跟踪微分器对期望航向进行平滑处理； 利用ESO实时观测航向、艏摇角速度、帆气动力矩及综合扰动； 基于非线性状态误差反馈控制律，结合所述跟踪微分器的输出与所述ESO的观测值，生成舵力矩控制量，将舵力矩控制量进行约束处理后输出舵角指令； 根据实时修正后的帆气动模型的升阻比参数、表观风速与相对风角决策动态最优帆角，结合航向偏差对动态最优帆角进行补偿与约束处理后，生成帆角指令； 帆角指令和舵角指令共同作用于帆船动力学模型，通过闭环系统实现航向的跟踪与扰动抑制； 其中，所述ESO的状态更新律为： ； 其中，φ为实测航向角，z1、z2、z3、z4分别为航向角观测值、艏摇角速度观测值、帆气动力矩观测值及综合扰动观测值，ε代表的是观测偏差，所述观测偏差为系统观测输出和实际输出的差值，NR为舵力矩，b0为补偿系数，β01、β02、β03、β04为观测器增益系数，h为系统离散化采样周期，fal为非线性观测函数，δ、α1、α2、α3、α4为非线性观测函数fal的控制参数。

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