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項目背景：目前電力機(jī)器人在作業(yè)過程中，由于環(huán)境惡 劣，電磁剛繞強(qiáng)度高，造成控制系統(tǒng)不穩(wěn)定；同時在巡檢過 程中，要對各種線路金具、各種作業(yè)儀表進(jìn)行識別與檢測， 通常采用機(jī)器視覺技術(shù)。但由于機(jī)器人作業(yè)在野外或陰暗照 明等復(fù)雜環(huán)境，存在識別率低，不穩(wěn)定等問題。本項研究針 對特殊應(yīng)用環(huán)境，擬開發(fā)一套基于機(jī)器視覺的巡檢機(jī)器人控 制系統(tǒng)。 所需技術(shù)需求簡要描述：1.基于多傳感器信息融合的機(jī) 器人越障系統(tǒng)：主要包含視覺、激光雷達(dá)、超聲、紅外等傳 感器信息，能夠?qū)崿F(xiàn)對巡檢路徑上障礙物的實時識別與定 位；2.巡檢機(jī)器人遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺：用于對巡檢機(jī)器人采集到 的信息進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸和監(jiān)控，包含巡檢路徑上的實時視頻傳 輸、機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)信息顯示、巡檢故障診斷與顯示等；3. 小樣本深度學(xué)習(xí)算法：針對極端環(huán)境下數(shù)據(jù)采集困難，數(shù)量 少等問題，研究基于小樣本學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)算法，提高極端 環(huán)境下的障礙物識別精度；4.圖像增強(qiáng)算法：針對高空強(qiáng)光、 陰暗、潮濕等極端環(huán)境所帶來的圖像識別困難問題，研究相 應(yīng)的圖像增強(qiáng)算法，提高識別精度。主要技術(shù)指標(biāo)：1.開發(fā) 設(shè)計一種適合高壓線路金具視覺檢測與識別技術(shù)，對輸電線 路各種金具進(jìn)行動態(tài)識別與檢測，解決野外環(huán)境下識別率低 的問題，形成一套完整的線路金具機(jī)器視覺識別與檢測方 法。2.開發(fā)設(shè)計一種適合地下陰暗、潮濕、多塵環(huán)境下視覺檢測與識別技術(shù)，形成一套完整的機(jī)器視覺識別與檢測方 法。包括線路金具的識別模型和線路金具的定位方法與雙目 測距技術(shù)。  對技術(shù)提供方的要求:擬與高校聯(lián)合開發(fā)，要求團(tuán)隊具 有類似經(jīng)驗，具備電力機(jī)器人研究經(jīng)歷，具有電力線路識別 研究基礎(chǔ)，最好有研發(fā)案例。 

本發(fā)明公開了一種認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的接納控制方法，其特征在于，包括如下步驟： （1）獲取馬爾科夫模型的系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)馬爾科夫模型求出帶有接納控制概率的穩(wěn)態(tài)概率； （2）由帶有接納控制概率的穩(wěn)態(tài)概率，在滿足非線性規(guī)劃問題的前提下，使吞吐率最大； （3）根據(jù)最佳信道感知長度，隨機(jī)選擇感知信道集，確定感知到的信道個數(shù)； （4）SUs 將感知到的信道個數(shù)發(fā)給基站，基站根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)和最佳接納控制概率，決定 SUs 是否接入信道； （5）如果新到的 PUs擠占 SUs 占用的信道，則返回（3），如果新到的 PUs 占用空閑信道，則過程結(jié)束。 該方法能在 SUs 的掉線率和 PUs 的碰撞率小于預(yù)先給定的門限值的情況下，使認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的吞吐率達(dá)到最大值。 

高品質(zhì)鋼的冶煉典型流程為“轉(zhuǎn)爐→精煉→中間包→結(jié)晶器”，冶金反應(yīng)器內(nèi)存在著合金-鋼、鋼-渣、鋼-夾雜物、鋼-耐材、渣-耐材、鋼-空氣、鋼液凝固和元素偏析等反應(yīng)和過程，各個化學(xué)反應(yīng)“耦合”發(fā)生、互相影響。因此，有必要建立智能模型有效地預(yù)測不同反應(yīng)器內(nèi)夾雜物成分的變化，準(zhǔn)確地在線了解精煉和連鑄過程的工作狀況，使生產(chǎn)全流程始終處于最佳工作狀態(tài)，從而確保夾雜物的精準(zhǔn)控制，最終提高鋼產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。同時，通過模型的優(yōu)化計算，可以根據(jù)不同鋼種的性能需求，對鋼種的生產(chǎn)工藝進(jìn)行定制化設(shè)計。 （1）高品質(zhì)鋼爐精煉過程夾雜物預(yù)測研究： − 精煉過程宏觀流動數(shù)學(xué)模擬：計算精煉過程鋼液和精煉渣的流場和溫度場、夾雜物的運(yùn)動，同時計算吹氬強(qiáng)度、鋼包尺寸等因素對鋼包流場、夾雜物運(yùn)動和去除的影響。− 精煉過程夾雜物成分動力學(xué)：研究吹氬強(qiáng)度、鋼包尺寸等因素對多元反應(yīng)速率的影響；耦合計算 LF 爐內(nèi)“渣-鋼-夾雜物-合金-耐材-空氣”多元反應(yīng)過程夾雜物成分變化。 − LF 爐內(nèi)夾雜物尺寸動力學(xué)：建立夾雜物生成、長大和去除的尺寸變化多尺度模型，確定不同條件下夾雜物的尺寸變化行為，預(yù)測鋼中夾雜物的數(shù)量變化和尺寸分布規(guī)律。 − LF 爐內(nèi)夾雜物預(yù)測模型：將夾雜物成分和尺寸動力學(xué)計算和宏觀流動模擬相耦合，建立 LF 爐精煉過程夾雜物成分、數(shù)量和尺寸預(yù)測模型。 （2）高品質(zhì)鋼中間包連鑄過程夾雜物預(yù)測研究 − 中間包內(nèi)宏觀流動數(shù)學(xué)模擬研究：計算中間包內(nèi)鋼液和覆蓋劑渣相的流場和溫度場、夾雜物運(yùn)動和去除。計算開澆和換包的非穩(wěn)態(tài)澆注、中間包結(jié)構(gòu)對中間包澆鑄過程的影響。 − 中間包內(nèi)夾雜物動力學(xué)研究：耦合計算中間包中“渣-鋼-夾雜物-耐材-空氣”多元反應(yīng)中夾雜物成分變化，確定中間包內(nèi)各位置的反應(yīng)速率。 − 中間包內(nèi)夾雜物預(yù)測模型的建立將渣-鋼-夾雜物-耐材-空氣反應(yīng)和宏觀流動模擬相耦合，建立中間包過程多元反應(yīng)夾雜物成分、數(shù)量和尺寸預(yù)測模型。 （2）高品質(zhì)鋼結(jié)晶器凝固過程夾雜物預(yù)測研究 − 結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固冷卻過程中夾雜物行為研究：通過實驗室實驗研究鋼液凝固和冷卻過程中溫度變化對原有夾雜物與鋼基體的反應(yīng)的影響，以及不同成分的鋼液在冷卻和凝固過程中夾雜物新相析出，確定溫度變化對夾雜物影響機(jī)理。 − 結(jié)晶器內(nèi)宏觀凝固和流動數(shù)學(xué)模擬研究：研究結(jié)晶器過程鋼液、渣相的運(yùn)動，使用融化模型研究結(jié)晶器過程凝固坯殼的凝固和形成，計算夾雜物在鋼-渣界面的去除行為。 − 結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固過程夾雜物動力學(xué)研究：計算鑄坯凝固過程鋼液成分偏析，與保護(hù)渣-鋼-夾雜物反應(yīng)進(jìn)行耦合計算，預(yù)測鑄坯中夾雜物的成分。計算夾雜物被凝固前沿捕捉行為，預(yù)測鑄坯中夾雜物的數(shù)量和尺寸分布。 − 結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固夾雜物預(yù)測模型的建立：通過將元素偏析、保護(hù)渣-鋼-夾雜物反應(yīng)和宏觀流動數(shù)學(xué)模擬相耦合，建立結(jié)晶器凝固過程多元反應(yīng)預(yù)測模型，實現(xiàn)鑄坯中夾雜物成分、數(shù)量和尺寸空間分布的精準(zhǔn)預(yù)測。 （4）高品質(zhì)鋼制造過程夾雜物智能預(yù)測模型在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 − 模型的驗證和優(yōu)化：高品質(zhì)鋼制造進(jìn)行全流程取樣調(diào)研，對建立 LF 爐、中間包和結(jié)晶器內(nèi)夾雜物反應(yīng)模型進(jìn)行驗證和優(yōu)化。 − 模型應(yīng)用：將建立的高品質(zhì) LF 爐、中間包

汽車工業(yè)是衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，汽車齒輪是汽車上重要的傳動零件，齒輪質(zhì)量的高低決定著汽車性能的好壞。通常，高質(zhì)量的齒輪鋼應(yīng)具有四個方面的質(zhì)量指標(biāo)，即窄的末端淬透性寬、潔凈度高、細(xì)小均勻的晶粒度和優(yōu)良的表面質(zhì)量。齒輪鋼的潔凈度對于齒輪鋼產(chǎn)品性能具有重要影響，其中大顆粒的脆性點狀不變形夾雜、呈串狀分布的 Al 2 O 3 對齒輪鋼的疲勞壽命最有害。而為了細(xì)化晶粒，通常需要在齒輪鋼中保持一定的酸溶鋁含量（0.010%-0.040%）。因此，必須解決如何在保持一定酸溶鋁含量的情況下盡量減少鋼中的 Al 2 O 3 夾雜物含量的難題。 （1）齒輪鋼精準(zhǔn)鈣處理改性夾雜物模型。為控制齒輪鋼中的串狀脆性點狀不變形 Al 2 O 3 夾雜物，同時進(jìn)一步改善齒輪鋼的水口結(jié)瘤，需要對于齒輪鋼中的Al 2 O 3 夾雜進(jìn)行改性處理。通過改性處理的方法將鋼中的 Al 2 O 3 夾雜物改性為低熔點的液態(tài)夾雜物，增強(qiáng)其軋制過程的變形能力以減少大顆粒脆性串狀不變形夾雜對齒輪鋼疲勞壽命的影響，也可改善水口結(jié)瘤現(xiàn)象。但必須要關(guān)注的是，喂鈣量對于夾雜物的改性效果具有重要的影響，喂鈣量過低無法將鋼液中高熔點的Al 2 O 3 及 Al 2 O 3 ·MgO 完全改性，而喂鈣量過高則導(dǎo)致生成更高熔點的 CaS 及 CaO生成，從而惡化齒輪鋼產(chǎn)品質(zhì)量。同時鋼液成分對于鈣處理具有較大影響，而目前大多數(shù)企業(yè)還僅通過鈣鋁比指導(dǎo)現(xiàn)場的喂鈣操作。本項目基于不同喂鈣速度、鈣線插入深度的統(tǒng)計，得到最優(yōu)喂鈣速度和鈣線插入深度下穩(wěn)定的鈣收得率，并結(jié)合喂鈣操作過程中導(dǎo)致的鋼液增氧以及喂鈣后至中間包澆注鈣損，對超潔凈齒輪鋼不同鋼液成分條件下鈣處理進(jìn)行熱力學(xué)計算，確定了超潔凈齒輪鋼的不同成分條件下最優(yōu)的喂鈣線量，并結(jié)合精準(zhǔn)鈣處理軟件，實現(xiàn)超潔凈齒輪鋼在線精準(zhǔn)鈣處理，通過理論計算并結(jié)合現(xiàn)場鈣收得率，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)場的喂鈣操作。 （2）電磁攪拌對超潔凈齒輪鋼鑄坯中夾雜物的影響研究。電磁攪拌使鋼液在交變電磁場中產(chǎn)生電流，通過電磁力來控制鋼液的流動、傳熱及凝固過程。目前國內(nèi)普遍認(rèn)為電磁攪拌可以提升鑄坯的表面質(zhì)量、提高鋼的潔凈度、擴(kuò)大鑄坯的等軸晶區(qū)、降低元素中心偏析，同時減輕或消除中心疏松和中心縮孔等作用。但也有報道隨著結(jié)晶器電磁攪拌強(qiáng)度的增加，鑄坯表層附近的負(fù)偏析更加嚴(yán)重，同時加劇枝晶轉(zhuǎn)變區(qū)域的正偏析，惡化鑄坯的均質(zhì)性。為進(jìn)一步明晰結(jié)晶器電磁攪拌對于超潔凈齒輪鋼夾雜物的影響，本項目通過對于有結(jié)晶器電磁攪拌和無結(jié)晶器電磁攪拌兩種工況下，鑄坯全斷面夾雜物掃描，研究不同電磁攪拌條件對齒輪鋼鑄坯中夾雜物的影響，結(jié)合鑄坯宏觀偏析、微觀組織等結(jié)果，優(yōu)化結(jié)晶器電磁攪拌參數(shù)，從而提高齒輪鋼的產(chǎn)品質(zhì)量。

含硫齒輪鋼中 S 含量通常為 0.015-0.02%，同時為了保證鋼水可澆性，生產(chǎn)過程中采用鈣處理。目前是先喂 Ca 線，軟吹后再喂入 S 線，由于 CaS 的生成，導(dǎo)致 Ca 和 S 的損耗大，收得率不穩(wěn)定。由以上可知，目前制約含硫齒輪鋼生產(chǎn)過程中的主要因素之一是鋼中非金屬夾雜物，因此，很有必要對含硫齒輪鋼生產(chǎn)過程中潔凈度進(jìn)行控制與提升。 （1）高硫齒輪鋼中硫化物控制技術(shù)。開展硫化物生成熱力學(xué)計算，確定不同鋼液成分對鋼中硫化物析出種類及析出溫度的影響；進(jìn)行硫化物析出及長大的相關(guān)動力學(xué)計算，確定硫化物析出尺寸及析出量隨溫度、反應(yīng)物濃度的變化。同時研究了氧化物和硫化物的聯(lián)合控制研究，研究總氧含量對硫化物夾雜含量及形貌的影響，研究不同類型氧化物與鋼中析出的硫化物的大小、數(shù)量和分布的關(guān)系，確定有利于鋼中 MnS 彌散分布的氧化物夾雜種類，實現(xiàn)高硫齒輪鋼鋼中氧化物和硫化物的聯(lián)合控制，降低 A 類夾雜物評級。 （2）高硫齒輪鋼精準(zhǔn)鈣處理改性夾雜物模型。高硫齒輪鋼生產(chǎn)時采用 Al脫氧使得鋼中生成大量的以 Al 2 O 3 為主的高熔點夾雜物，為了避免澆注過程水口結(jié)瘤以及減小高熔點 Al 2 O 3 夾雜物在后續(xù)軋制過程中對鋼材質(zhì)量的危害，生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行鈣處理將鋼中的高熔點夾雜物改性為低熔點的液態(tài)夾雜物。然而，鈣的加入量存在一個合適的范圍，過多的鈣加入形成的大量的 CaS 同樣會導(dǎo)致水口結(jié)瘤。本項目基于吉布斯自由能最小的原理，對“高硫齒輪鋼-夾雜物”進(jìn)行熱力學(xué)平衡計算，并根據(jù)“高硫齒輪鋼-夾雜物”反應(yīng)平衡相圖，得到“液態(tài)窗口”的加鈣范圍，實現(xiàn)了高硫齒輪鋼生成過程中的精準(zhǔn)鈣處理控制。

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對不銹鋼表面質(zhì)量提出了更高的要求。超潔凈不銹鋼被廣泛地應(yīng)用于高端電子產(chǎn)品 Logo、高端裝飾行業(yè)、以及核電行業(yè)等對表面質(zhì)量嚴(yán)格要求的領(lǐng)域。高等級光亮表面不銹鋼板對成品表面質(zhì)量幾乎是零表面缺陷要求，此類鋼產(chǎn)品時煉鋼冶煉難度極高，主要是由于其鋼中非金屬夾雜物控制存在以下三個難題： （1）高熔點的夾雜物造成了冷軋板產(chǎn)品線鱗缺陷； （2）冷軋板表面拋光后不變形夾雜物引起的麻點類缺陷；（3）氮化鈦夾雜物引起的冷軋板達(dá)到米級別的長條紋缺陷。此前，我國超潔凈不銹鋼產(chǎn)品完全依賴于國外進(jìn)口。因此，開發(fā)超潔凈不銹鋼冶煉關(guān)鍵技術(shù)為打破此領(lǐng)域國外產(chǎn)品及技術(shù)壟斷、實現(xiàn)國內(nèi)自主生產(chǎn)做出了卓越貢獻(xiàn)。 （1）不銹鋼冶煉脫氧及原輔料成分設(shè)計技術(shù)。對于不銹鋼冶煉原材料的控制方面，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)時更傾向于買價格低廉的鐵合金等原材料，從而降低生產(chǎn)成本，但是對于鐵合金及鐵合金對不銹鋼冶煉的影響研究幾乎為空白。國外學(xué)者對于鐵合金做過一些研究，但主要是集中于鐵合金潔凈度對碳鋼的影響，關(guān)于鐵合金對奧氏體不銹鋼夾雜物的研究很少。同時，國外學(xué)者研究鐵合金的種類主要集中在鋁含量上，然而對鐵合金中鈣含量對不銹鋼的影響卻未見報道。本項目首先提出了使用低鋁無鈣鐵合金，降低鋼中的酸溶鋁含量，同時降低鋼中 Al2O3含量，從而提升夾雜物變形能力，但此類鐵合金成本較高。在此基礎(chǔ)上又提出了使用高鋁高鈣鐵合金，此類鐵合金只是在冶煉傳統(tǒng)高鋁無鈣鐵合金添加小部分的鈣，成本增加極低，但是由于鈣的添加，可以在最初夾雜物生成之時就顯著提升夾雜物中的 CaO 含量，從而顯著提升夾雜物變形能力。 （2）超潔凈不銹鋼精煉渣成分設(shè)計技術(shù). 傳統(tǒng)的鋁脫氧不銹鋼都是通過高堿度精煉渣提升鋼材的潔凈度，減少鋼中夾雜物數(shù)量。但是本項目發(fā)現(xiàn)即使把鋼中總氧降低到 10 ppm 以下也不能解決其高 Al 2 O 3 含量的夾雜物造成的線鱗缺陷。因此通過對硅脫氧不銹鋼中精煉渣堿度由原來的 2.3 降低到了現(xiàn)在的 1.6，雖然夾雜物的總數(shù)量沒有降低，但是成功的把鋼中的夾雜物控制在低熔點區(qū)，顯著地提升了夾雜物的變性能力，有效地改善了高表面質(zhì)量奧氏體不銹鋼產(chǎn)品的線鱗缺陷和表面拋光缺陷。此外，本項目對調(diào)整精煉渣成分的研究非常全面，國內(nèi)學(xué)者研究的爐渣堿度對鋼中夾雜物的影響，其中只研究堿度為 1.0 和 1.5 的個別情況，這樣很難確定出最優(yōu)精煉渣成分；本項目研究應(yīng)用 FactSage 熱力學(xué)計算軟件建立了渣-鋼-夾雜物平衡反應(yīng)熱力學(xué)模型，通過模型研究了不同精煉渣成分對鋼液成分、脫硫、夾雜物成分、夾雜物熔點、耐火材料侵蝕等的影響。通過對 400 種不同精煉渣系進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，確定精煉渣成分；同時，在實驗研究方面，本項目從堿度 1.0-2.3，連續(xù)考慮了 9 中不同的堿度對不銹鋼中夾雜物的影響，此外還研究了4種不同渣中MgO含量和4種不同渣中Al 2 O 3 含量對不銹鋼中夾雜物的影響，從而更系統(tǒng)準(zhǔn)確地確定了有利于超潔凈不銹鋼夾雜物控制的最優(yōu)精煉渣成分。 （3）不銹鋼精準(zhǔn)鈣處理改性夾雜物模型。通過可用改性處理的方法將鋼中的夾雜物改性為低熔點的液態(tài)夾雜物，增強(qiáng)其軋制過程的變形能力以減小其對鋼材質(zhì)量的危害，也可避免水口堵塞現(xiàn)象。然而，鈣處理喂鈣線量的多少對鋼中夾雜物的變性效果影響很大。但是大多數(shù)鋼鐵企業(yè)只是知道需要鈣處理，對于鈣處理時最優(yōu)喂鈣線量并沒有太多理論研究，因此，在實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)鈣處理效果不好、甚至鈣處理后產(chǎn)品質(zhì)量更差的現(xiàn)象。本項目通過對超潔凈不銹鋼不同鋼液成分條件下鈣處理進(jìn)行的計算，確定了超潔凈不銹鋼的不同成分條件下最優(yōu)的喂鈣線量，可實現(xiàn)在線對不銹鋼中夾雜物的精確鈣處理改性控制，與國外同類型模型相比，實現(xiàn)了了不銹鋼生產(chǎn)過程在線應(yīng)用，考慮的反應(yīng)物和產(chǎn)物更全面，計算結(jié)果更直觀。

本發(fā)明公開了基于迭代學(xué)習(xí)的多機(jī)械臂變批次協(xié)同阻抗控制方法，包括以下步驟：步驟1，構(gòu)建多機(jī)械臂動力學(xué)模型，并根據(jù)機(jī)械臂的性質(zhì)和假設(shè)將多機(jī)械臂變批次協(xié)同阻抗控制問題描述為期望軌跡、期望相對配置和交互力之間的動態(tài)關(guān)系，得到目標(biāo)阻抗模型；步驟2，基于所述目標(biāo)阻抗模型得到多機(jī)械臂變批次協(xié)同阻抗控制目標(biāo)；步驟3，針對所述阻抗控制目標(biāo)設(shè)計分布式的迭代學(xué)習(xí)阻抗控制律，使每個機(jī)械臂僅通過鄰域的阻抗信息來獲得期望的阻抗。本發(fā)明使得每個機(jī)械臂能夠通過與鄰居的交互來調(diào)整阻抗參數(shù)，從而在不確定的動態(tài)環(huán)境中實現(xiàn)更好的協(xié)作和性能提升。

煤礦提升機(jī)箕斗卸煤不凈的原因有:水煤、黏矸造成箕斗內(nèi)滯卸載不完全；冬季嚴(yán)寒天氣，箕斗內(nèi)的水媒凍結(jié)造成滯煤，當(dāng)箕斗定量裝載在箕斗滯煤情況下再次裝載后，其實際載荷超過額定負(fù)荷，遠(yuǎn)超過電機(jī)額定能力，會造成無法正常提升，若不及時排除，則易造成提升安全事故的發(fā)生。本成果設(shè)計了測量余煤卸載情況的監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將利用無線張力檢測裝置，實時檢測提升機(jī)鋼絲繩的張力，并通過無線發(fā)送裝置發(fā)送到地面，之后，通過標(biāo)度變換并計算出鋼絲繩張力和載重量最終顯示在液晶顯示器上，當(dāng)過有余煤未卸盡時，則報警，提醒及時清理箕斗余煤。該成果的發(fā)明，極大提高了礦井提升機(jī)的安全提升水平，促進(jìn)了煤礦的安全高效生產(chǎn)。 該成果針對提升機(jī)提升過程中的過載情況進(jìn)行研究，設(shè)計了基于無線通信的裝卸載安全 提升智能監(jiān)測與控制裝置。主要技術(shù)性能指標(biāo)如下： 1、能夠?qū)崟r測量鋼絲繩張力，鋼絲繩直徑 22～36mm； 2、該系統(tǒng)能夠測量裝載重量為 0～20 噸。 3、系統(tǒng)采用無線數(shù)據(jù)傳系統(tǒng)，工作頻率為 2.4G，傳輸距離 200～2000m； 4、系統(tǒng)采用蓄電池供電，供電電壓 12V，功率 0.7W。 5、能實時監(jiān)測鋼絲繩張力，并實時顯示裝載重量。

本發(fā)明公開了一種定子永磁型記憶電機(jī)大轉(zhuǎn)矩輸出控制方法，在不同的速度區(qū)間均使電機(jī)輸出大轉(zhuǎn)矩。該方法在低速區(qū)采用額定相電流和鋁鎳鈷永磁飽和磁化狀態(tài)下的永磁磁鏈作為大轉(zhuǎn)矩輸出條件產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩輸出。而在高速區(qū)根據(jù)鋁鎳鈷永磁磁化狀態(tài)的可調(diào)特性，采用類似于低速區(qū)的大轉(zhuǎn)矩輸出條件獲得電機(jī)的大轉(zhuǎn)矩輸出，降低了電機(jī)參數(shù)對控制精度的影響，提升了系統(tǒng)控制的魯棒性。

1.項目背景 化學(xué)反應(yīng)器與精餾裝置是石化生產(chǎn)過程中使用最為廣泛的設(shè)備，也是最主要的耗能單元，反應(yīng)器與精餾塔運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到石油化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。反應(yīng)與分離強(qiáng)化過程通常由多個單元耦合聯(lián)接而成，其不僅涉及反應(yīng)與分離能力的協(xié)同機(jī)制、多單元組合與系統(tǒng)整體運(yùn)行效能的關(guān)系，而且強(qiáng)化過程具有強(qiáng)非線性、大滯后和多變量耦合特性，以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與安全等不確定性因素的干擾，都對強(qiáng)化過程的平穩(wěn)操作、協(xié)同調(diào)控與分級優(yōu)化帶來諸多的挑戰(zhàn)。 采用反應(yīng)與精餾強(qiáng)化技術(shù)，通過傳質(zhì)與傳熱的強(qiáng)化、物質(zhì)流與能量流相互耦合，使強(qiáng)化過程具有大幅度提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率或選擇性，降低生產(chǎn)能耗和污染物排放等優(yōu)越性。然而這種集成優(yōu)勢只有在反應(yīng)能力與分離能力動態(tài)協(xié)同作用條件下才能被充分發(fā)揮，而且強(qiáng)化過程具有多穩(wěn)態(tài)、強(qiáng)非線性和多變量強(qiáng)耦合特性，這些都對強(qiáng)化過程的自動控制與優(yōu)化理論提出了新的挑戰(zhàn)。 采用傳統(tǒng)控制模式，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時，很容易引起反應(yīng)與分離能力動態(tài)失調(diào)和工況發(fā)生大范圍波動與偏移，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格和能耗增加等控制難題。因此，在傳統(tǒng)控制模式的基礎(chǔ)上，探索反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程的動態(tài)協(xié)同調(diào)控方法與動態(tài)優(yōu)化理論，對解決集成裝置的平穩(wěn)操作與自動控制難題，切實提高系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)，有效降低裝置生產(chǎn)能耗和污染物排放方面具有重要意義 2.項目技術(shù)原理 南京工業(yè)大學(xué)綠色化工研究所，經(jīng)過多年研究發(fā)明了不同工況反應(yīng)與蒸餾集成技術(shù)，可根據(jù)不同體系的特殊要求，實現(xiàn)不同工況反應(yīng)與精餾的最佳匹配，解決了反應(yīng)與蒸餾操作條件必須一致等問題。本項目在對強(qiáng)化過程機(jī)理模型、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化和動態(tài)特性分析的前期研究基礎(chǔ)上，研究反應(yīng)能力與精餾能力的動態(tài)協(xié)同調(diào)控新方法和強(qiáng)化過程的分級優(yōu)化理論，提出反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程一體化設(shè)計思想，對傳統(tǒng)多單元生產(chǎn)過程具有很好的借鑒作用。項目針對反應(yīng)與精餾過程自動控制系統(tǒng)設(shè)計與性能優(yōu)化調(diào)節(jié)方面主要開展以下技術(shù)： （1）反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程多變量自動控制方案的設(shè)計與性能分析 在對反應(yīng)與精餾過程機(jī)理建模、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化設(shè)計和動態(tài)特性分析基礎(chǔ)上，采用穩(wěn)態(tài)增益矩陣和奇異值分析方法，合理選擇過程被控變量和操作變量配對模式，運(yùn)用傳統(tǒng)控制策略設(shè)計反應(yīng)精餾強(qiáng)化過程多變量自動控制方案，采用ASPEN PLUS流程模擬軟件和ASPEN DYNAMIC模塊進(jìn)行控制方案的動態(tài)模擬測試，并根據(jù)實際工藝擾動情況，通過在動態(tài)流程模擬系統(tǒng)上分別加入不同幅度和方向的多種擾動和改變系統(tǒng)設(shè)定值，評價傳統(tǒng)控制模式閉環(huán)系統(tǒng)性能，在此基礎(chǔ)上，改進(jìn)自動控制方案設(shè)計，確保設(shè)計的自動控制方案在實際應(yīng)用中能夠維持平穩(wěn)有效運(yùn)行。 （2）生產(chǎn)負(fù)荷自動調(diào)節(jié)和優(yōu)化技術(shù)原理 反應(yīng)與精餾過程的生產(chǎn)負(fù)荷經(jīng)常隨著市場需求的變化進(jìn)行調(diào)整，負(fù)荷的變化將可能引起系統(tǒng)工況的波動，產(chǎn)品質(zhì)量下降，能耗增加等問題，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定而被迫停機(jī)。本項目采用設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化、偏差區(qū)域容忍動態(tài)矩陣控制與傳統(tǒng)控制相融合方法，實現(xiàn)反應(yīng)與分離能力動態(tài)協(xié)同調(diào)控；本項目在多變量基礎(chǔ)控制系統(tǒng)上，在關(guān)鍵控制回路增加設(shè)定值智能調(diào)節(jié)模塊和多變量協(xié)調(diào)預(yù)測控制模塊，分別采用設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化、偏差區(qū)域容忍動態(tài)矩陣控制（Error tolerant DMC）與傳統(tǒng)控制相融合方法，實現(xiàn)反應(yīng)能力與分離能力動態(tài)協(xié)同調(diào)控，使系統(tǒng)獲得了良好的跟蹤性能和魯棒性。解決傳統(tǒng)控制模式下擾動引起反應(yīng)與分離動態(tài)失調(diào)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格、能耗和污染物排放增加等控制問題。在多變量協(xié)調(diào)預(yù)測控制模塊設(shè)計中，對于反應(yīng)器出口成分和產(chǎn)品質(zhì)量等不可在線測量的關(guān)鍵變量，采用機(jī)理模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒a(chǎn)品成分軟測量模型，實現(xiàn)對產(chǎn)品成分、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率等不可測被控變量的在線估計。 （3）反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程的系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù) 在經(jīng)濟(jì)穩(wěn)態(tài)優(yōu)化設(shè)計前期研究基礎(chǔ)上，開展多目標(biāo)多約束動態(tài)優(yōu)化與多變量跟蹤控制相結(jié)合的分級優(yōu)化理論研究。在上層多目標(biāo)多約束的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計中，是以能耗和操作成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，以質(zhì)量、尾氣/廢液排放和過程動態(tài)模型等為約束條件，采用多目標(biāo)優(yōu)化算法對強(qiáng)化過程的關(guān)鍵操作參數(shù)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化計算，給出工況最優(yōu)調(diào)節(jié)方案。根據(jù)多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化給出的關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定值最優(yōu)調(diào)節(jié)方案，采用設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化給出多變量預(yù)測控制的參考軌跡，通過多變量協(xié)調(diào)預(yù)測控制和基礎(chǔ)控制回路的跟蹤調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)輸出快速跟蹤設(shè)定值的最佳操作值，實現(xiàn)工況優(yōu)化與平滑調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)維持高品質(zhì)運(yùn)行特性，從源頭降低工況大范圍波動和事故發(fā)生的概率。 3.關(guān)鍵技術(shù)路線 項目針對反應(yīng)與精餾過程，融合了化學(xué)工程理論、自動控制理論、智能學(xué)習(xí)算法與計算機(jī)模擬技術(shù)，采取理論研究、模擬實驗和工業(yè)應(yīng)用相結(jié)合的技術(shù)路線，如下圖所示。項目分別開展反應(yīng)精餾過程的多變量基礎(chǔ)控制系統(tǒng)設(shè)計、反應(yīng)與分離能力動態(tài)協(xié)同調(diào)控新方法、強(qiáng)化過程分級優(yōu)化理論研究，并將項目成果融合，開展不同工況反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程的一體化工程設(shè)計，研制一套流程模擬綜合實驗平臺，進(jìn)行模擬驗證和工程應(yīng)用研究。 4.項目技術(shù)特色和創(chuàng)新性 （1）針對反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程，在傳統(tǒng)控制模式下擾動引起反應(yīng)與分離動態(tài)失調(diào)和工況偏移，導(dǎo)致集成優(yōu)勢難以充分發(fā)揮工程問題，項目提出將設(shè)定值多步長滾動優(yōu)化、偏差區(qū)域容忍動態(tài)矩陣控制、多目標(biāo)多約束動態(tài)優(yōu)化與傳統(tǒng)基礎(chǔ)控制相融合的動態(tài)協(xié)同調(diào)控新方法與分級優(yōu)化理論，在反應(yīng)與分離動態(tài)協(xié)同作用下實現(xiàn)工況的優(yōu)化與平滑調(diào)節(jié)，確保系統(tǒng)維持高品質(zhì)運(yùn)行特性。 （2）項目沿著學(xué)科交叉與融合方向，將化學(xué)工程理論、自動控制理論、智能學(xué)習(xí)算法與計算機(jī)模擬技術(shù)相結(jié)合，提出不同工況反應(yīng)與精餾強(qiáng)化過程流程模擬、控制系統(tǒng)設(shè)計與集成優(yōu)化理論相結(jié)合的一體化工程設(shè)計思想，并在常壓反應(yīng)與減壓精餾集成的甲苯氯化反應(yīng)精餾工業(yè)裝置上進(jìn)行工程應(yīng)用研究，解決裝置自動控制與平穩(wěn)操作等實際控制問題，發(fā)揮強(qiáng)化過程高轉(zhuǎn)化率/高選擇性、低能耗的集成優(yōu)勢。