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本技術(shù)成果涉及呼吸生理醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域，研發(fā)了一種模擬人肺自 主呼吸運動的裝置及控制方法。本裝置包括模擬肺腔、彈簧、牽拉 繩、流量傳感器、顯示觸摸屏、電機驅(qū)動器、直流伺服電機及控制電 路等組成。其中由顯示觸摸屏輸入吸呼比、呼吸頻率、潮氣量和肺活 量等呼吸生理參數(shù)，流量傳感器檢測通過模擬肺腔換氣口的氣流量， 微控制器根據(jù)設(shè)定的呼吸參數(shù)及檢測到的流量信號觸發(fā)電機控制信 號，進(jìn)而電機控制牽拉繩的收線與放線動作，最后控制模擬肺腔的呼 吸運動。

項目的背景及目的 橋式吊車是一種十分常見的裝配運輸工具，在港口、倉庫、建筑工地等場所得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前，對于橋式吊車主要還是通過有經(jīng)驗的工人來進(jìn)行操縱的，存在著培訓(xùn)周期長，勞動強度大，工作效率低，安全性不高等缺點。為此，設(shè)計一套操作方便的吊車自動控制系統(tǒng)，可以提高吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 并將工作人員從當(dāng)前這種艱苦的工作環(huán)境中解放出來。 技術(shù)原理與工藝流程1）橋式吊車自動控制系統(tǒng)設(shè)計 橋式吊車自動控制系統(tǒng)主要包括三個部分：吊車控制單元，工作空間監(jiān)控單元，和操作單元?？刂茊卧钦麄€系統(tǒng)的核心部分，它主要負(fù)責(zé)吊車的作業(yè)控制。該單元接收來自操作員的命令，還接收來自工作環(huán)境監(jiān)測單元的環(huán)境信息，從而實現(xiàn)自動避障或緊急制動。監(jiān)測單元主要由多個CCD攝像頭和圖像處理器構(gòu)成，主要包括兩方面功能：將采集到的環(huán)境圖像實時地傳輸?shù)讲僮鲉卧粚Νh(huán)境信息進(jìn)行處理，得到障礙位置信息傳輸給控制單元以實現(xiàn)自動避障。操作單元是橋式吊車自動控制系統(tǒng)的人機接口。 2）橋式吊車實驗平臺 橋式吊車實驗平臺主要由機械主體，驅(qū)動裝置，測量裝置和控制系統(tǒng)四部分組成。機械主體是指橋式吊車的機械部分。驅(qū)動部分根據(jù)控制量來為機械部分提供相應(yīng)的力/力矩，從而實現(xiàn)對負(fù)載的安全、平穩(wěn)運送。控制系統(tǒng)的控制命令是跟據(jù)吊車系統(tǒng)的動力學(xué)模型以及實時狀態(tài)反饋來在線計算的，而實時狀態(tài)的反饋則通過測量部分（主要包括編碼器等傳感元件）來完成。 主要技術(shù)性能指標(biāo)? 橋式吊車自動控制系統(tǒng)橋式吊車實驗平臺主要技術(shù)指標(biāo)：l  負(fù)載定位精度：5mm。l  負(fù)載擺角抑制：-10度~10度。l  具有負(fù)載緊急制動能力。l  友好的人機界面。?  橋式吊車實驗平臺主要技術(shù)指標(biāo)：l  外形尺寸：2m×1.2m×0.5m。l  控制周期：<1ms。l  控制方式：力控制。    技術(shù)水平及用途 本項目得到天津市自然科學(xué)基金項目支持，應(yīng)用行業(yè)  1.運輸 2.工業(yè) 3.建設(shè)。本項目的應(yīng)用可以提高橋式吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 既可將工作人員從艱苦的工作環(huán)境中解放出來，又可以增加橋式吊車在危險、極端環(huán)境下的作業(yè)能力。此外，本項目所設(shè)計開發(fā)的橋式吊車實驗平臺，也可以用于各大高校研究所進(jìn)行非線性欠驅(qū)動系統(tǒng)教學(xué)、科研的平臺。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測本項目的研究成果，可以有效地提高橋式吊車系統(tǒng)的裝運效率，減小系統(tǒng)操作復(fù)雜度，降低勞動強度，增加系統(tǒng)的安全可靠性。從而將科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟效益。同時，隨著素質(zhì)教育的進(jìn)一步深化，各大高校正不斷地尋求良好的實驗平臺以提高學(xué)生的動手能力和學(xué)習(xí)興趣，橋式吊車作為一種典型的欠驅(qū)動非線性系統(tǒng)是一個很好的研究對像，因此，項目組所設(shè)計開發(fā)的橋式吊車實驗平臺在教學(xué)、科研上也有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明屬于海流能發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種低速直驅(qū)液壓型海流發(fā)電裝置及，包括葉輪、與葉輪主軸相連的定量液壓泵、與定量液壓泵并聯(lián)且與定量液壓泵出口相連的變量液壓泵和變量液壓馬達(dá)、發(fā)電機；定量液壓泵的入口、變量液壓泵的入口和變量液壓馬達(dá)的出口均連接油箱；變量液壓泵和變量液壓馬達(dá)的主軸剛性連接；變量液壓馬達(dá)主軸另一端與發(fā)電機主軸相連；控制方法，步驟包括：1、通過葉輪將海流能轉(zhuǎn)換為機械能；2、通過定量液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，并且通過調(diào)整變量液壓泵排量大小調(diào)整液壓系統(tǒng)壓力，進(jìn)而調(diào)整葉輪捕獲功率大?。?、通過變量液壓馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能；S4、將得到的機械能通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。

本實用新型涉及的是一種高振強振動機械的智能變頻超前控制系統(tǒng)，特別是一種高振強振動機械的基 于智能變頻的超前控制系統(tǒng)，屬于振動利用工程技術(shù)領(lǐng)域。由上位機、PLC、變頻器、振動機、傳感器構(gòu)成 閉環(huán)控制系統(tǒng)，上位機主要作編程設(shè)計及與PLC的通訊，實現(xiàn)程序下載和上存，同時可對PLC程序運行實時 監(jiān)控；PLC作為核心控制器，一方面與上位機交互，可實現(xiàn)編程調(diào)整；另一方面通過智能變頻超前控制軟件， 實施對變頻器的變頻輸出控制；變頻器一端與PLC相連接，另一端與振動機的驅(qū)動電機相連接；通過智能變 頻控制使振動機的頻率按照控制值變化，達(dá)到對振動機高振強、瞬態(tài)超高振強及其作用時間的有效控制,以確保振動機的正常運行。 

半導(dǎo)體納米線是一種獨特的準(zhǔn)一維納米材料。它不僅是電荷的最小載體，也是構(gòu)建新的復(fù)雜體系和新概念納米器件的基元。在該領(lǐng)域中，新現(xiàn)象和新概念層出不窮，推動著材料、物理、化學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展，并將對未來電子、光電子、通訊等產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。在這一當(dāng)今最前沿的研究領(lǐng)域中，國際上尤其是發(fā)達(dá)國家集中了最精銳的研發(fā)力量，以期望在納米器件的實用化方面有所突破，在未來高科技爭奪戰(zhàn)中，保持領(lǐng)先并居于主導(dǎo)地位。在納米研究領(lǐng)域，美國政府僅在2005年就投入10億美元，而日本在同一年的投入約12億美元。 我國的《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》中也已經(jīng)把納米科技作為基礎(chǔ)研究重大研究計劃，列入重點支持范圍。其中一維功能納米材料的控制合成、性能調(diào)控及應(yīng)用研究是目前納米材料研究的世界熱點。 張躍教授承擔(dān)了973、863、重大國際合作、自然科學(xué)基金杰出青年基金和面上項目等各類納米研究方向的課題，通過創(chuàng)新合成方法、優(yōu)化合成工藝，實現(xiàn)了多種形貌的一維功能納米材料的可控制備，利用等多種手段對納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對其生長機理、力學(xué)性能以及光致發(fā)光、場發(fā)射、導(dǎo)電性等物理性能進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究，特別是在碳納米管及ZnO納米陣列的實際應(yīng)用領(lǐng)域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改進(jìn)了ZnO和摻雜ZnO一維納米材料的制備方法。采用化學(xué)氣相沉積法，在較低溫條件下，通過不同工藝成功制備了純ZnO及In、Mn、Sn等摻雜ZnO納米棒、納米線、納米帶、納米電纜、納米陣列、四針狀納米棒、納米梳、納米盤等多種形貌結(jié)構(gòu)的納米材料，實現(xiàn)了一維ZnO納米材料較低溫度條件下形態(tài)和尺度控制生長，產(chǎn)物品質(zhì)純凈、產(chǎn)率高、質(zhì)量好，易于工業(yè)化生產(chǎn)。制備方法受到國際同行的高度評價，認(rèn)為是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中氧化物納米結(jié)構(gòu)集成方法的重大進(jìn)步，不僅對從事納米材料研究的科學(xué)家，而且對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)意義重大。有關(guān)雙晶ZnO納米帶的論文發(fā)表在國際知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，論文被引用60余次，位列該期刊2003至2007年被引用前50名之內(nèi)。 2.提出了一維氧化鋅納米材料新的生長機理。首次合成四針狀納米氧化鋅材料并揭示了該結(jié)構(gòu)的八面體孿晶核生長的理論模型，該研究結(jié)果的論文發(fā)表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是達(dá)到了130 余次。首次發(fā)現(xiàn)和論證了一維氧化鋅納米結(jié)構(gòu)中的螺旋位錯誘導(dǎo)晶體生長機理，觀察到了一維氧化鋅納米材料存在的大量螺旋位錯、周期性的位錯及生長臺階，發(fā)現(xiàn)生長是沿著位錯進(jìn)行，且與其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究單根ZnO和In-ZnO納米線的力學(xué)行為。利用TEM對單根納米線加載交變電壓使其發(fā)生共振，原位測量其本征共振頻率，通過計算得出氧化鋅納米線的彎曲模量。氧化鋅納米線可以構(gòu)建納米懸臂梁和納米諧振器，通過氧化鋅納米線構(gòu)建的納米秤，測量了黏附在納米線自由端的納米顆粒質(zhì)量。該研究論文發(fā)表在英國物理協(xié)會的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被評為該期刊2006年度的頂級論文(Top paper)，位列其中第九名，是該年度該期刊22篇Top papers研究論文中唯一由中國研究人員完成的成果。 4.合成了多種ZnS準(zhǔn)一維納米材料，并提出了四針狀ZnS納米結(jié)構(gòu)的生長機理，指出其生長過程由立方相形核和六方相孿晶生長機制共同控制。同時率先報道了ZnS四針狀納米材料的光致發(fā)光性能，發(fā)光波長相對其它ZnS 納米材料發(fā)生藍(lán)移4.8~32.8nm。該研究論文發(fā)表在國際著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在發(fā)表后的第一個季度內(nèi)，下載量就超過250次，成為該期刊排名前10％的熱點文章。 5.碳納米管及ZnO納米陣列的實際應(yīng)用取得了重要突破。采用涂敷和CVD兩種方法成功制備了多種大面積碳納米管陰極，采用水熱合成法制備了大面積一維納米ZnO陣列陰極。首次研究了納米陰極的強流脈沖發(fā)射性能，其中碳納米管陰極的發(fā)射電流密度高達(dá)344 A/cm2，ZnO陰極的發(fā)射電流密度達(dá)到123A/cm2。系列研究成果發(fā)表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等國際著名期刊上。研制的多種納米陰極在線性感應(yīng)加速器上已經(jīng)得到成功應(yīng)用，陰極的發(fā)射電流強度及發(fā)射電子的均勻性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的陰極性能指標(biāo)。 張躍教授有關(guān)納米材料的研究成果獲教育部高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)獎（自然科學(xué)獎）二等獎1項（2006-052），完成專著1部，另合作出版專著1部，發(fā)表論文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果發(fā)表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等國際知名期刊上，申報12項發(fā)明專利（已授權(quán)5項）。發(fā)表研究論文中的4 篇代表性論文，已被引用300余次，單篇他引超過130次。

本發(fā)明公開了一種帶電流內(nèi)環(huán)的電力彈簧功率解耦控制方法，所述電力彈簧系統(tǒng)包含一個雙向直流電源vdc、一個單相電壓源型逆變器模塊、一個LC低通濾波器；旁路開關(guān)S控制電力彈簧的投切。電力彈簧通過濾波電容C與非關(guān)鍵負(fù)載串聯(lián)再與關(guān)鍵負(fù)載并聯(lián)后經(jīng)線路阻抗Z1與電網(wǎng)vG相連構(gòu)成電力彈簧的實際應(yīng)用系統(tǒng)。本發(fā)明針對因新能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性引起的微電網(wǎng)電壓和功率波動問題，提出一種帶電流內(nèi)環(huán)的電力彈簧功率解耦控制方法，一方面能夠?qū)⑿履茉窗l(fā)電功率的波動轉(zhuǎn)移到電力彈簧裝置以及非關(guān)鍵負(fù)載上，從而保證關(guān)鍵負(fù)載電壓和功率的穩(wěn)定；另一方面，電流內(nèi)環(huán)的加入使得電網(wǎng)電流波形更趨于正弦，同時系統(tǒng)可以獲得更加良好的動態(tài)性能。

一種基于單片機人機交互模塊的飛鋸機控制系統(tǒng)，它包括第一編碼器、 第二編碼器、可編程控制器PLC 和調(diào)速控制器，還包括人機交互模塊HMI 和雙極性模擬量輸出模塊，所述的第一編碼器采集速度信號，第 一編碼器 的輸出端與PLC的信號輸入端相連，PLC的信號端與HMI的控制信號端 相連，PLC的脈寬調(diào)制信號 輸出端與雙極性模擬量輸出模塊的信號輸入端 相連，雙極性模擬量輸出模塊的輸出端與調(diào)速控制器的輸入 端相連，調(diào)速 控制器的輸出端控制飛鋸機的電機速度，飛鋸機的電機與第二編碼器的相 連，第二編碼器的反饋信號輸出與PLC的反饋信號輸入端相連。本實用新 型具有可靠性高、成本低的優(yōu)點。

橋式吊車是一種十分常見的裝配運輸工具，在港口、倉庫、建筑工地等場所得到了廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前，對于橋式吊車主要還是通過有經(jīng)驗的工人來進(jìn)行操縱的，存在著培訓(xùn)周期長，勞動強度大，工作效率低，安全性不高等缺點。為此，設(shè)計一套操作方便的吊車自動控制系統(tǒng)，可以提高吊車系統(tǒng)的工作效率與安全性能, 并將工作人員從當(dāng)前這種艱苦的工作環(huán)境中解放出來。

本項目主要創(chuàng)新有： 針對火電廠生產(chǎn)運行對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)安全性的要求，首次提出并實現(xiàn)了三級可靠性、二級安全性發(fā)電廠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；開發(fā)了“基于單向物理鏈路的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸隔離裝置”，解決了火電廠監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)的安全性問題。 提出了DCS＋SIS＋MIS的火電廠廠級運行監(jiān)控及生產(chǎn)管理的新模式，已成為我國火電廠設(shè)計的典型配置方式；開發(fā)了成套應(yīng)用功能軟件，推動了火電廠自動化信息化技術(shù)的跨越。 提出了熱力系統(tǒng)經(jīng)濟性分析的小擾動理論；改進(jìn)了汽輪機變工況經(jīng)典理論中的弗留格爾公式；采用熱力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)矩陣分析法和順序擾動解除法，提高了熱力系統(tǒng)經(jīng)濟分析的準(zhǔn)確性。 提出了回路級優(yōu)化控制的魯棒控制器設(shè)計方法、機組級優(yōu)化控制的模糊多模型協(xié)調(diào)控制方法和廠級優(yōu)化控制的多約束負(fù)荷優(yōu)化分配方法，實現(xiàn)了全廠的整體優(yōu)化控制。 提出了基于統(tǒng)計模型的設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測與劣化分析理論方法，實現(xiàn)了設(shè)備的故障預(yù)警和運行故障的在線診斷。提出了基于JIT（Just In Time）模式的火電廠設(shè)備缺陷管理方法，實現(xiàn)了設(shè)備缺陷處理流程的自動化。 有效地利用火電機組運行實時、歷史數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)挖掘、信息重構(gòu)等軟測量技術(shù)，解決風(fēng)量、煙氣含氧量等參數(shù)難以測量的問題，用于機組運行性能在線診斷及優(yōu)化控制。 本項目屬自主研發(fā)，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。經(jīng)中國電機工程學(xué)會組織鑒定后，實現(xiàn)了科研成果的產(chǎn)業(yè)化。本系統(tǒng)極大促進(jìn)了電力企業(yè)信息化、現(xiàn)代化建設(shè)，顯著提升了發(fā)電企業(yè)核心競爭力。

本項目以選礦過程增產(chǎn)、節(jié)能、降耗和減少污染為目標(biāo)，實現(xiàn)了三項工藝控制技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建了一個信息化網(wǎng)絡(luò)控制平臺，主要內(nèi)容如下：1）首次實現(xiàn)了基于在線粒度檢測的球磨機粒度閉環(huán)控制。采用多變量解耦控制結(jié)合專家控制的方法，使磨礦粒度穩(wěn)定在±2%范圍內(nèi)。而傳統(tǒng)的通過控制濃度間接控制粒度的工藝方法，粒度波動范圍可達(dá)±10%，顯著提高了粒度控制效果。2）通過自尋優(yōu)算法，實現(xiàn)磨機負(fù)荷的最佳控制。自系統(tǒng)2001年投入運行起，經(jīng)過不斷調(diào)整，3年中設(shè)備臺時產(chǎn)量每年提高8%以上，噸礦耗電量、耗水量和鋼球消耗量共降低8%以上，拋尾量共降低4%以上。3）采用模糊控制技術(shù)和變頻技術(shù)，實現(xiàn)了高壓大功率破碎機負(fù)荷優(yōu)化，及多段破碎負(fù)荷平衡控制。平均節(jié)能7%以上，降低備件消耗6%以上。4）構(gòu)建了一個信息化網(wǎng)絡(luò)控制平臺，實現(xiàn)了跨多個生產(chǎn)車間、跨不同系列集散控制系統(tǒng)、跨多期自動化工程的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的信息集成。