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龙图腾网恭喜福州大学申请的专利基于LOS约束的水下航行器编队控制方法及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：CN119512175B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08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：202510089839.5，技术领域涉及：G05D1/485；该发明授权基于LOS约束的水下航行器编队控制方法及系统是由黄捷;林嘉威设计研发完成，并于2025-01-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于LOS约束的水下航行器编队控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于LOS约束的水下航行器编队控制方法及系统，包括以下步骤：S1：建立水下航行器编队控制数学模型；S2：基于水下航行器的数学模型，定义队形的跟踪误差，设计障碍李雅普诺夫函数处理视距约束；S3：在满足连通性和安全性的前提下，设计局部通信下具有LOS约束的自适应积分制导策略；S4：构建有限时间观测器，拟合模型中的干扰变量，并使用拟合的近似值来补偿系统的控制输入；S5：基于自适应积分制导策略混合有限时间观测器设计约束编队控制器，实现局部通信下具有LOS约束的水下航行器编队控制。本发明有效提高编队控制的准确性和可靠性，增强系统的鲁棒性。

本发明授权基于LOS约束的水下航行器编队控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.基于LOS约束的水下航行器编队控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立水下航行器编队控制数学模型；S2：基于水下航行器的数学模型，定义队形的跟踪误差，设计障碍李雅普诺夫函数处理视距约束，保证水下航行器的连通性和安全性；S3：在满足连通性和安全性的前提下，设计局部通信下具有LOS约束的自适应积分制导策略；S4：构建有限时间观测器，拟合模型中的干扰变量，并使用拟合的近似值来补偿系统的控制输入，以抑制环境干扰，提高机器人的跟踪精度；S5：基于自适应积分制导策略混合有限时间观测器设计约束编队控制器，实现局部通信下具有LOS约束的水下航行器编队控制;水下航行器编队控制数学模型为考虑浪涌、横漂、艏摇三自由度的水平面运动的数学模型：设水下航行器编队包括条水下航行器，编号从0到；设水下航行器为领导者，领导整体的队列运动，其余自动控制的水下航行器为跟随者，其中；第个水下航行器的动力学方程如下所示： ；其中,为第个水下航行器在地球固定坐标系的质心坐标，和分别为第个水下航行器在地球固定坐标系中和方向上的速度分量，为第个水下航行器的偏航角，为第个水下航行器的偏航角随时间变化率，,和分别表示第个水下航行器的前向，横向和偏航速度，利用拉格朗日力学方程，对惯性参数加入扰动和水动阻尼系数；因此，水下航行器动力学模型为： ；式中，和分别表示第个水下航行器的前向，横向和偏航速度变化率，和分别表示第个水下航行器的浪涌力矩和偏航力矩，为模型的惯性参数，其中系统参数和扰动参数分别定义为： ； ；其中，为动力学扰动，分别为第个水下航行器的水动阻尼参数;S2具体为：定义跟随者和领航者之间t时刻的相对距离，角度和相对方位角如下： ；式中，为第j个水下航行器在地球固定坐标系的质心坐标；在局部通信情况下为了保证水下航行器的连通性和安全性，设定以下约束条件： ；其中，和是由传感器的限制决定的最大感知距离和角度；，是安全距离，是由水下航行器的大小预先决定的，是为避免发生碰撞的最小距离；为了保证约束（6），引入期望距离和期望方位角定义队形的距离误差和角度误差为： ；其中，期望距离和期望方位角是设计者所期望的参数，满足与；将（6）带入（7）得： ；在控制设计中，对和规定性能约束，即要求队形跟踪误差满足以下时变约束： ；其中，边界函数和是距离误差规定的上下限，和是角度误差规定的上下限；且；具体的边界函数表示为： ；其中，为性能函数，为最大稳态误差，为所设计的正参数；；对式子（7）微分可得： ；其中，为第j个水下航行器偏航角，为第个水下航行器的偏航角与其领航者之间的相对角度的差值，为第j个水下航行器的偏航角与其跟随者之间的相对角度的差值；根据（6）可知和取值范围为；引入tan型障碍李雅普夫函数和： ；根据洛必达法则，对式子（12）取极限得： ;所述局部通信下具有LOS约束的自适应积分制导策略,具体为： ；其中，为第个水下航行器的期望前进速度，为第个水下航行器的期望偏航速度，为第个水下航行器的最大前进和横向速度的合速度的估计值，为第个水下航行器的最大前进和横向速度的合速度的变化率的估计值； 和为设计的参数，中间参数，中间参数;有限时间观测器，具体如下： ；其中，分别为第个水下航行器的前进和偏航的速度误差，和分别为对和的估计值，和分别为第个水下航行器的前进和偏航的速度误差变化率的估计值，和分别扰动参数和的估计值，和均为扰动，是有限时间干扰观测器对的估计值，是有限时间干扰观测器对的估计值，为对的观测值，为对的观测值；和均为观测误差，均为所设计的正常数；结合（13）（14）对和求导得： ；其中，均为观测误差，是所设计的常数。

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