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科研領域及方向        熱能與動力工程 / 先進控制策略在熱工過程自動控制方面的應用研究項目概況    本項目主要針對眾多熱電聯產機組在實施自動控制時所存在的問題，采用先進的智能優化控制理論，研究能較好地解決熱、電負荷優化控制問題的先進控制系統，具體包括：熱電聯產機組熱電負荷協調優化控制；鍋爐母管蒸汽壓力的優化控制；機組主汽溫度的優化控制等。主要特點 傳統控制和現代控制在提高熱工對象的控制品質上已作了大量的努力，但對于一些復雜對象的控制效果仍欠佳。本項目對人工免疫系統這一新的智能理論進行了研究，并與傳統的PID控制、模糊控制、預測控制等方法相結合，將新的思想與傳統及成熟的控制理論有機結合，應用于解決實際復雜熱工過程的優化控制，以期取得良好控制效果。技術指標     著眼于熱電廠母管制機組實現熱、電負荷整體優化控制需要解決的的一些關鍵問題，針對現有控制系統的不足，研究更為有效的基于免疫算法、多Agent技術和預測控制方法等的智能優化控制系統。市場前景本項目研究成果對改善中小電廠鍋爐燃燒自動控制的現狀，提高其鍋爐自動投入率和經濟效益，以及節約能源都具有重要意義。此外，還將有力地促進人工免疫技術的發展及其在熱工過程控制中的應用，并為類似分布式復雜系統的控制提供借鑒。

智能無人系統能自主的完成復雜任務，具有自主性、智能性、協同性等特征，覆蓋了智能機器人、智能無人機、無人駕駛、群體智能等領域，是人工智能的主要研究方向之一。賀威教授團隊長期致力于智能無人系統的控制理論與方法研究。本次申請吳文俊人工智能自然科學獎項的項目成果研究歷時六年，針對柔性無人系統的高精度控制、具有多約束條件的智能控制和不確定系統的自適應控制三個方面展開了深入地研究與探索，提出了智能無人系統基于偏微分方程的建模方法和邊界控制方法、基于神經網絡的智能控制方法以及基于狀態和輸出反饋的自適應控制方法，推動了智能無人系統控制理論與方法的發展。本項目的20篇主要代表性論文均發表在IEEE匯刊及Automatica等本學科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入選ESI高被引論文。8篇代表性論文，SCI他引923次，全部入選ESI高被引論文，其中4篇SCI他引超100次，單篇最高SCI他引318次。

與傳統中高速電機+減速器驅動相比，采用大轉矩直驅電機省去復雜的減速齒輪，簡化了驅動系統結構，提高了系統可靠性。為提高電機轉矩密度，降低損耗，強化電機散熱，課題組在新型電機拓撲結構設計、損耗精確計算及高飽和磁密材料應用等方面做了創新性研究工作。設計的55kW, 2500N·m級輪轂驅動電機在常規液冷散熱條件下體積轉矩密度達到180kNm/m3.為低速大轉矩永磁同步電機設計了專用驅動器和控制器，搭建了低速大轉矩永磁同步電機測試平臺，對電機的輸出轉矩特性，過載能力進行全面的測試。

極化控制是提升系統性能、集群化MIMO設計的核心，多功能調控管理一體化技術研究的深入，對于天線這個基本器件的需求在數量上和質量上都有著持續不斷增長的需求，是提升系統性能的硬件核心。團隊具有從設計理念到器件材質選取/研發系列自主知識產權國家發明專利20多項，具有按合作方需求完成多種交叉應用的按需新產品研發天線及相關產品能力，兼顧系統EMC集成化的設計，完成一體化智能化的高端裝備制作。 其中，應用于北斗衛星導航系統的多頻圓極化微帶天線已有不少研究成果，但一般存在帶寬窄、尺寸大、饋電復雜等不足。本項目可提供一種適用于北斗衛星導航系統具有較寬頻帶、饋電簡單的雙頻雙圓極化微帶天線，主要采用了新縫隙引流技術來進行極化控制。另外，MIMO 共極化多天線結構需占據較大空間，使天線系統成本增大，且各支路的平均接收功率差異變大導致天線單元間的相關系數增大。極化分集技術是在同一單元上采取不同極化來發射或接收信號，不同極化方向上的多徑信號僅是部分相關的，因此，可以獲得極化分集增益，分集性能與空間分集相當，并可以減少極化失配影響。本項目可提供一種結構簡單、在工作頻帶內端口間的隔離度大于25dB且主輻射方向交叉極化比大于20dB的雙極化天線，主要采用了H形縫隙結構來進行極化控制，可應用于WLAN頻段的MIMO系統中。     極化的靈活控制對大規模MIMO天線體系是新發展方向、技術含量極高的產品。制作各類天線的材料小型化后用量有限，本身價格一般不超過成品售價十分之一，新設計理念可大大提升系統效率，獲取更高的天線特性。從投資的角度，天線批量制作工藝要求并不復雜，采用常規具有一定精度的機械加工設備或者高穩定度的PCB制版設備就可以完成平面小型化天線，設備壽命較長，在高科技設計技術的保障下操作調控也很方便。扣除產品的后期包裝和推廣成本，利潤極高，需求量大，保守估計各種類別的天線年產值都會在數千萬以上，前端創新的可以有數億，屬于低投入高回報的產業，核心點在于極化控制及分布設計。 項目投資額視合作關系而定，一般前期投入每個特需專項前期 100~150萬人民幣，后期追加及提成  (不包括廠房等投入)。

智能無人系統能自主的完成復雜任務，具有自主性、智能性、協同性等特征，覆蓋了智能機器人、智能無人機、無人駕駛、群體智能等領域，是人工智能的主要研究方向之一。賀威教授團隊長期致力于智能無人系統的控制理論與方法研究。本次申請吳文俊人工智能自然科學獎項的項目成果研究歷時六年，針對柔性無人系統的高精度控制、具有多約束條件的智能控制和不確定系統的自適應控制三個方面展開了深入地研究與探索，提出了智能無人系統基于偏微分方程的建模方法和邊界控制方法、基于神經網絡的智能控制方法以及基于狀態和輸出反饋的自適應控制方法，推動了智能無人系統控制理論與方法的發展。本項目的20篇主要代表性論文均發表在IEEE匯刊及Automatica等本學科著名期刊上，SCI他引1705次，其中15篇入選ESI高被引論文。8篇代表性論文，SCI他引923次，全部入選ESI高被引論文，其中4篇SCI他引超100次，單篇最高SCI他引318次。

研究了中心控制和優化軟件。結合用戶的需求和比較現有軟件，開發了燈組定義、相位定義、相位序列定義、相位配時模塊。信號機直接以以太網連網，通訊模塊負責接收信號機的各項參數，并發送指定的相應數據。進行了配時優化研究。在優化時采用固定周期的方法，相位的綠信比作為優化變量進行優化。

https://www.shjcedu.com  上海計呈教學設備13636618907                                                GC-6600D型 中央空調控制/監控實訓考核裝置 一，產品概述：   GC-6600D型 中央空調控制/監控實訓考核裝置適合高等職業院校、中等職業學校及本科院校的機電設備安裝與維修、機電技術應用、電氣運行與控制、電氣技術應用、電機與電器、制冷和空調設備運用與維修等專業的《制冷空調機器設備》、《制冷空調裝置的安裝操作與維修》、《制冷空調自動化及機電一體化》、《空氣調節技術與運用》等課程的教學與實訓。                               二，特 點 1，中央空調系統實訓平臺 是根據目前國內建筑電氣，樓宇智能化精心設計的綜合實驗裝置，本裝置結合當前安防領域的先進技術，從教學實驗的要求的角度出發，以工程化的設計理念完整的實現了中央空調全空氣調節系統的工作過程。       綜合性；采用國內先進的二次回風系統，在同一臺實驗臺上完整的完成                                                          不同制冷系統工況 工程化；整套控制系統大部分采用工業現場實際應用部件 開放性；裝置采用透明化，開放性設計，學生能夠清晰的了解整個系統工    作原理 安全保護；裝置設有強電漏電系統裝置 2，實用性強 控制器采用一臺三菱PLCFX3U－48M及相關繼電器、控制開關、指示燈、標準通信接口可編程控制器，上位機軟件實時顯示系統運行狀態及數據。 3，直觀性強 實訓裝置直觀展示了中央空調的系統結構、工作原理，可清楚的看到制冷循環系統結構及主要部件的實物，系統還配置有系統完整流程圖、交流電壓表、交流電流表、真空壓力表、信號指示燈使整個系統的實時工作狀態一目了然；便于教學演示講解及學生對課本知識的理解掌握。此外，管路中設有視液鏡可觀察制冷劑狀態；高壓管路為紅色部分，低壓管路為藍色部分。 4，綜合性強 整套實訓裝置集制冷系統、電氣控制系統、故障模擬系統于一體，滿足對實訓的要求。 5，中央空調制冷、制熱循環輸送管路：用最新型色鋁塑管以及銅件連接,并標有明顯的走向標志。輸送管路經電磁閥、風機盤管輸送給模擬房間或模擬風管、根據所需調節風速開關或風量。 6，帶電腦串行接口,組成智能化測試裝置：系統的控制軟件采用全漢化菜單式操作。測溫器是高精度的熱電鍋,自A/D摸數轉換器轉換成數字信號,經Rs232電腦接口輸出,在電腦安置相關程序之后,屏上清楚記錄、采樣、通過打印機輸出進行理論分析。 7.在原來的系統中加裝了教師端動畫/控制/監控主機系統, 遠程程獨立監控:在系統能獨立監控中央空調機觸摸屏對系統的工作狀態，方便老師遠程監控學生在實訓時的情況。操作方法是否正常，正確。 8、實驗臺控制智能模塊 本模塊可控制整機工作環境，確定 系統的工作穩定，可保護學生的實訓時的穩定和安全，關鍵時可切斷總電源。： 1)、智能模塊模塊可檢測、監控裝置系統的交流電源的電壓，在測量過壓時，設備過載保護、能夠采集被監控設備交流電源的電流值，在測量過流值時，設備過載保護、能夠采集被監控設備交流用功功率溫度、在測量過溫時，設備過載保護 2）、軟件平臺： 電流、電壓溫度、并通過CAN /GSM通訊上傳到監控主機或監控云平臺，監控主機或云平臺可以判斷被監控電源的運行狀態，如電壓，電流，電流和溫度。 3）、工作電源 額定電壓AC220V、功耗  正常監視狀態≤2W 報警狀態≤2.5W、 4）監控報警過壓（115%）、欠壓（80%）過流、電流（50~1000mA）。 5）、溫度：50-120度、漏電報警：50-1000MA連續可調、漏電報警通道：1路、溫度報警：4路。 6）電流檢測通道：1路、電壓檢測通道：3路。 7）報警方式：APP遠程報警觸點容量AC 220V/3A ，DC 30V/3A、 8）通訊接口   通訊/GPRS通訊(選配)有效通訊距離≤1km. 9)、通過手機可下載APP軟件控制系統，或者電腦通過軟件監控， 10)、傳感器:電流互感器及電流互感器：使用2000:1。如果實際使用互感器和產品配,置不同，多咯溫度傳感器使用的是100K特性的熱敏電阻. 11）功能顯示：可顯示電壓、電流、功率 12）、界軟件面   13）、無線傳感器:電壓：3.6V。待機電流：20MA.報警電流產250MA、低壓報警：30天、通信方式：GSM、接收靈敏度：-129dBm、無線標準    14）、內置無線網絡信號發射，可連接4G網絡，不再需要另外增加通信成本 現場需對功能逐一演示，提供有效、權威的證明文件，證實該產品的可靠、安全、先進性。 *10、投標至少要提安監部門供檢測報告文件以下幾條內容 1）提供可供現場查詢檢測報告編號： 2）提供防觸電保護，檢測報告頁面圖 3）提供接地保護措施測試電流 (A):1.5倍額定電流，但不小于25A，檢測報告頁面圖 4）提供電氣強度和絕緣電阻，檢測報告頁面圖 5）提供機械強度，檢測報告頁面圖 6、提供耐熱、耐燃和耐漏電起痕，檢測報告頁面圖     三，技術參數 電源：三相五線 AC 380 V±10%  50Hz； 滿量程供冷量：7.5kW； 滿量程輸入總功率：6.5kW； 制冷額定功率：7.5.kW； 滿量程堵轉電流：50A； 制熱額定功率：2.0kW； 額定輸入電流：7A； 循環風量：700m3/h； 制冷劑：R22； 漏電動作電流：≤30mA； 噪聲：35－40dB（A）； 安全保護措施：具有過壓、過流、過載、漏電、接地四種保護措施，符合國家相關標準。 四 裝置的配置 1、控制器系統配置： 控制系統由可編程控制器、數據采集、力控組態軟件等組成。控制器采用三菱PLC FX3U－48M可編程控制器，并加有1個壓力擴展模塊和兩個模擬量采集模塊。系統具有手動和自動兩種控制方法控制，并且可通過上位機力控軟件監測系統運行工況，即系統中制冷狀態、制熱狀態、溫度大小、設備運行狀態等情況。通過PLC模擬量模塊采集溫度等相關系統參數對整個系統進行自控。通過對PLC程序編輯，可改變系統的控制過程。組態軟件借助于Windows 2000/XP多任務環境，是本系統的管理與調度的中心，實現對整個系統的集中管理、以及對整個樓宇的被控設備進行監測、調度、管理，實現設備的聯動控制。在不接對象時，還能完成中央空調電氣系統排故實訓。 2，控制柜： 鐵質雙層亞光密紋噴塑結構，結構堅固。前門采用透明設計，可觀察到中央控制器、接觸器、熱保護器等控制元件。面板上面有控制開關旋鈕、工作狀態指示燈、系統流程圖及PLC主機單元及測試點。 3，交流電源控制單元： 三相四線制AC 380V電源供電，并設有漏電保護器控制控制屏總電源。 4， 模擬故障： 模擬故障設置與軟件結合完成，學生根據工藝分析故障可能產生的原因，確定故障發生的范圍，并進行排故。 5，測量儀表 1）電源電壓指示單元：提供1只交流電壓表和1只交流電流表，用于測量系統電網電壓與測量壓縮機、冷卻水泵、冷凍水泵工作電流。制冷系統壓力檢測單元： 2）提供2只真空壓力表和1只雙組壓力控制器，測量范圍分別為-0.1～1.5MPa、-0.1～3.5MPa,可顯示系統壓縮機低壓側和高壓側的壓力變化，對壓縮機起到保護作用。 6，該裝置可實現手動控制和計算機控制兩種控制方式： A手動控制按鈕在控制柜的門上，這些控制按鈕接入到PLC各個相應的輸入變量上，可直接對整個中央空調進行控制； B計算機控制則采用組態技術建立計算機與PLC之間的穩定通訊，從而控制整個中央空調，并實現對空調運行數據的顯示、分析等各種功能，同時也可通過網絡升級建立遠程計算機與現場計算機的通訊，實現對中央空調的遠程控制 7、系統原理圖： 為了能更 好的掌握中央空調的控制和系統原理，控制面板上畫有制冷系統流程圖，并配有對對應的相關器件工作指示燈，開啟或關閉對應的部件時，相應的狀態指示燈亮或關閉 8.控制面板上在對應的元器件上噴繪有標識，字體，流程圖 *9、老師端：動畫/控制/監控主機系統”，以FLASH動畫的形式來仿真中央空調各個工作流程（包括正常工作流程和故障工作流程）、故障產生過程現象、故障排除過程現象。中央空調動畫/控制/監控主機系統中主要有三部分組成： （1）、系統主要部件說明組成：如壓縮機、卻水泵、冷卻風機、風機盤管、分水器、集水器、表冷器等。 （2）、是系統動畫演示：如壓縮機系統、制冷系統、制熱系統、風系統、集中送風系統、半集中送風系統的原理過程。 （3），系統故障運行演示：在配置有實物中央空調實訓考核裝置時，在軟件演示故障時系統動畫與實物實時故障同步，讓學生更好地撐握空調原理、操作方法，如壓縮機系統、制冷系統、制熱系統、風系統、集中送風系統、半集中送風系統的原理過程。 (4),遠程獨立監控:系統能獨立監控中央空調機觸摸屏對系統的工作狀態，方便老師遠程監控學生在實訓時的情況。操作方法是否正常，正確。 控制柜配置表 編號 名稱 單位 數量   1 配電控制柜，網絡式機柜 套 1 1800*700*700MM,采用藍色框架結構，白色為搭配色，前后開門，方便實訓操作，前門采用玻璃裝飾，美觀大方(面板：鐵質面板，激光雕刻，彩色噴繪) 2 三相4P帶漏電開關 只   32A 3 三相保險 臺 1 32A 4 450V電流表，30A電流表 個 1 6L2 5 按鈕 套 8   6 開關電源:為控制系統提供電源 套 1 Q60.:提供+24V.+5V 7 中間繼電器 套 8 24V 8 交流接觸器 套 13 220V 9 12位接線端子 套 4   10 3位接線端子 只 14   11 7寸彩色觸摸屏 只   昆侖動態 12 通信線 只 1   13 制熱水泵 個 1   14 中央空調控制實訓軟件 套 1   15 實驗操作指導書 套 1   16 PT100傳感器 只 6   17 PLC，FX3U-48M 臺 1   18 數據采集系統 溫度采集模塊，FX2N-4AD-PT 套 2   19 壓力采集模塊，FX2N-2AD 塊 1   20 壓力變送器，0-10V 只 2   22 可移動式學生終端計算機臺架 套 1 （鋼木結構≥ 材500×550×900 mm） 23 系統 流程圖 套 1   24 電腦上位機軟件 套 1 控制/監控   通信模塊 套 1   8，中央空調實訓考核裝置采用3匹水冷機組： 為整機系統提供冷源，采用一套分水器對冷量進行分配調節，整個中央空調采用PLC作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調的運行，也可通過網絡實現遠程控制。空調的運行參數由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉換后送入PLC中，再由PLC送到計算機中進行實時顯示監控。 冷水機配置表 編號 名稱 單位 數量   1 壓縮機（3P） 臺 1 渦旋壓縮機，在同等功率下渦旋壓縮機能提供更大的制冷壓縮比 2 蒸發器，干式3P 只 1 304不銹鋼，內部采用19MM不銹鋼管作為蒸發器，克服了個別地區水的酸堿比重較高，容易損壞蒸發器（銅一般3年就損壞） 3 模擬鍋爐 臺 1 40L 4 儲液器2P 個 1   5 水冷凝器 套 1 304不銹鋼，內部采用19MM不銹鋼管作為蒸發器，克服了個別地區水的酸堿比重較高，容易損壞蒸發器（銅一般3年就損壞） 6 3T冷卻水塔 套 1   7 冷卻風機 個 1 軸流FN吸風式－220/300MM 8 熱力膨脹閥 只 1 丹佛斯進口 9         10 手閥 只 4 包含：，1只加液閥，1個截止閥，2只高低壓傳感器截止閥 11 角閥   2 2只制冷劑回收閥 12 高低壓表 只 2   13 冷卻閥門 個 4 采用黃銅升降閘閥，結構：多圈手輪式 14 冷卻水泵 只 2 一個作為主泵，一個當成備用制冷水泵使用，當主泵損壞時，可啟動備用水泵 9、冷凍水系統 和制冷系統 ： 水系統是中央空調的神經末端系統 ，為終端用戶提供冷媒水和熱媒水，系統配置2臺冷卻水泵（其中1臺備用）、2臺冷凍水泵，1臺制熱水泵，，采用一套分水器對冷量進行分配調節，整個中央空調采用PLC作為主控機，由計算機通過通信線與PLC進行通信，從而控制整個空調的運行，也可通過網絡實現遠程控制。空調的運行參數由傳感器及變送器進行采集，并通過A/D模塊轉換后送入PLC中，再由PLC送到計算機中進行實時顯示監控。 冷水和制熱機配置表 編號 名稱 單位 數量   1 分水器 套 1 一進4出：采用304不銹鋼制作，設計有排水口，設備停止使用時可排出設備內的水 2 分水器配套閥門 個 5 采用黃銅升降閘閥，結構：多圈手輪式 2 集水器 套 1 一進4出：采用304不銹鋼制作，設計有排水口，設備停止使用時可排出設備內的水 3 集水器配套閥門 個 5 采用黃銅升降閘閥，結構：多圈手輪式 2 不銹鋼補水水箱400*300*350 套 1 不銹鋼補水水箱400*300*350 5 制冷水泵 只 2 一個作為主泵，一個當成備用制冷水泵使用，當主泵損壞時，可啟動備用水泵 6 制冷閥門 個 5 采用黃銅升降閘閥，結構：多圈手輪式 7 制冷水泵 只 2 一個作為主泵，一個當成備用制冷水泵使用，當主泵損壞時，可啟動備用水泵 8 制熱閥門 個 2 采用黃銅升降閘閥，結構：多圈手輪式 9 制熱水泵 只 1   10 管路     采用新型鋁塑管結構，：管子為雙層塑料中間采用0.1MM形鋁方式，耐用耐壓，可重復折裝 11 黃銅接頭 只 80 接頭使用6分黃銅接頭，可重復拆裝不損壞。 10、中央空調末端系統： 由一個模擬房間，和一個組合式風柜組成。模擬房間采用30*30工業標準鋁型材和雙面烤漆木板結構，內部裝有和真實空調末端同樣的風機盤管，三級調速，由調整開關用戶自由調。組合式風柜系統由回風口，新空氣混合風口，送風機，中央空調蒸發器，管道，電磁閥組成。 中央空調末端系統置表 編號 名稱 單位 數量   1 模擬客房 套 1 2000*900*800，鋁木結構裝有四個輪子，方便移動，門使用有機玻璃，提高實用性 2 房間風機盤管 套 1 F34   功能：三檔風速度調節 3 風速調整開關     86型 4 回風口 套 1   5 空氣混合風口 套 1 帶有調節功能 6 送風管道 套 1 PVC 7 組合式風柜 套   采用PV板材制作，保溫效果好，不會結露， 8 送風機 個 1 300MM,風量2800/S 9 中央空調專業冷排 個 1 20平方 五，實訓內容 1認識中央空調的結構及設備的實訓； 2中央空調啟動和停止的實訓； 3中央空調的運行、調節操作實訓； 4對中央空調的運行工況及各運行參數進行檢測實訓； 5對可編程控制器PLC進行高級編程及PLC的安裝接線調試進行實訓； 6配套壓力、溫度傳感器和相應的A/D轉換功能模塊，可對整個中央空調的運行進行采集、實時監控等實訓； 7組態技術應用實訓：采用組態技術實現對中央空調運行進行動畫顯示，運行數據顯示、實時監控、組態等功能； 8遠程控制實訓； 9網絡的安裝及設置實訓；

（專利號：ZL 201510552708.2） 簡介：本發明提供一種起重機箱形主梁三自由度移動焊接機器人，屬于機器人焊接技術領域。該焊接機器人包括底座、縱向移動機構、焊槍升降機構、焊槍旋轉機構、焊接設備及電纜卷筒等，焊接設備包括送絲機、焊機、氣瓶座、二氧化碳氣瓶，焊槍旋轉機構通過升降臺安裝在焊槍升降機構上，齒輪齒條傳動與直線導軌副相配合實現長位移移動的精確定位，通過三臺伺服電機聯合控制焊槍位姿實現長距離平面曲線連續光滑平角焊縫的自動焊接。本發明所提供的焊接機器人具有結構簡單、傳動鏈短、位置準確、工作可靠、焊接質量穩定等技術特點。