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龍圖騰網恭喜中國船舶集團有限公司第七零七研究所九江分部申請的專利一種基于辨識建模的欠驅動船舶軌跡跟蹤控制方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN118051055B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202410184041.4，技術領域涉及：G05D1/43；該發明授權一種基于辨識建模的欠驅動船舶軌跡跟蹤控制方法及系統是由李偉;朱志軍;但楊文;韓俊慶;孟凡彬;曹陽設計研發完成，并于2024-02-19向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于辨識建模的欠驅動船舶軌跡跟蹤控制方法及系統在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于辨識建模的欠驅動船舶軌跡跟蹤控制方法及系統，設計辨識模型、改進型擴張狀態觀測器和軌跡跟蹤控制器；包括：S1.針對欠驅動船舶的運動特性，通過機理分析確定三自由度模型結構，通過船舶航行數據采用擴展卡爾曼濾波算法辨識模型參數，獲得辨識模型；S2.將模型辨識誤差及環境擾動誤差當做總擾動，設計改進型擴張狀態觀測器估計系統總擾動；S3.基于滑?？刂评碚撨M行軌跡跟蹤控制器設計，根據船舶控制任務復雜度采用指數趨近律及線性滑模面，并在控制器的設計中加入擾動補償，獲得軌跡跟蹤控制器；本發明在不需要復雜建模的過程下，仍可以實現高精度軌跡跟蹤控制，并且具有較強的抗干擾能力。

本發明授權一種基于辨識建模的欠驅動船舶軌跡跟蹤控制方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種基于辨識建模的欠驅動船舶軌跡跟蹤控制方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.針對欠驅動船舶的運動特性，通過機理分析確定三自由度模型結構，通過船舶航行數據采用擴展卡爾曼濾波算法辨識模型參數，獲得船舶三自由度辨識模型；S2.將模型辨識誤差及環境擾動誤差當做總擾動，設計改進型擴張狀態觀測器估計系統總擾動；S3.基于滑?？刂评碚撨M行軌跡跟蹤控制器設計，根據船舶控制任務復雜度采用指數趨近律及線性滑模面，并在控制器的設計中加入擾動補償，獲得軌跡跟蹤控制器；S4.實時獲取欠驅動船舶航行數據，利用船舶三自由度辨識模型辨識模型參數誤差內部擾動，獲取外部環境擾動，根據外部環境擾動及模型參數誤差內部擾動利用改進型擴張狀態觀測器估計船舶軌跡跟蹤過程中的總擾動，根據總擾動利用軌跡跟蹤控制器對欠驅動船舶進行擾動補償，以實時進行軌跡跟蹤控制；步驟S1中的辨識模型為： 其中，q＝[xyψ]T為附體坐標系下定義船舶位置變量，為速度變量，為加速度變量，τ＝[n1δn2]T為控制輸器輸出，d為將系統受到的全部擾動信息設計為一個擴張狀態，n1和n2為螺旋槳轉速，δ為舵角，m是船舶質量，u為船舶縱向速度，v為橫蕩速度，r為艏搖角速度，ai,bi,ci分別為辨識參數；步驟S2中改進型擴張狀態觀測器為： 其中，zi為船舶狀態變量的估計值，i＝1，2，3，e1表示期望軌跡與實際軌跡的誤差,e2表示期望軌跡的導數與實際軌跡導數的誤差，α1＝α1I3,α2＝α2I3,α1＞0,α2＞0為常系數，β1,β2,β3分別為擴張狀態觀測器增益，ωo為系統帶寬；改進型擴張狀態觀測器的擾動估計為： 步驟S3中的軌跡跟蹤控制器的形式為： 其中，滑模切換面為： 指數趨近律為： 飽和函數為： 其中，e＝qwd-qw，qw為船舶在固定坐標系下的位置，qwd為世界坐標系下期望軌跡，為期望速度，1b為時間常數，k1和k2為趨近律參數，k1＞0，k2＞0，Δ為飽和函數邊界層的厚度。

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