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針對點焊（弧焊）機器人和重載搬運機器人的應(yīng)用，開展機器人控制器核心技術(shù)相關(guān)研究，研究開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能低成本的工業(yè)機器人控制器，實現(xiàn)工程應(yīng)用。研究工業(yè)機器人控制器核心技術(shù)，完成控制器的研究與開發(fā)并實現(xiàn)工程化，實現(xiàn)示范應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。可達(dá)技術(shù)指標(biāo)序號名稱規(guī)格1插補周期4ms2重復(fù)定位精度20um3直線度40um4聯(lián)動軸數(shù)六軸5伺服驅(qū)動接口脈沖6插補方式關(guān)節(jié)，直線，圓弧，曲線7上位機（示教器）LINUX+QT8下位機（控制器）UCOSII9加減速功能直線型和S型10語言標(biāo)準(zhǔn)安川 inform II指令系統(tǒng)11PLC功能內(nèi)部軟PLC，標(biāo)準(zhǔn)支持32輸入/32輸出點，可擴展128輸入/128輸出。128個定時器，128個計數(shù)器12現(xiàn)場總線接口RS485，RS232，CAN 一、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 1.工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的軟硬件體系結(jié)構(gòu)： (1) 基于領(lǐng)域建模的開發(fā)方法 研究面向機器人控制器開發(fā)的領(lǐng)域建模方法, 通過對機器人控制系統(tǒng)共性的提取和功能及非功能屬性的抽象, 借助形式化描述及工具集成實現(xiàn)機器人控制系統(tǒng)在模型層的仿真和驗證, 并研究可重用實時組件設(shè)計方法，使得開發(fā)的重點從底層代碼轉(zhuǎn)向機器人領(lǐng)域應(yīng)用。 (2) 基于組件的開放式控制器的軟件結(jié)構(gòu) 根據(jù)機器人控制的特點和開放性的要求，研究機器人組件模型，組件劃分方法，組件間的通信機制，連接配置方法以及系統(tǒng)的調(diào)度模型，并研究開放式機器人控制器的一般開發(fā)流程，開放式平臺下多傳感器機器人的控制方法。 (3) 開放式控制器模塊化硬件結(jié)構(gòu) 根據(jù)開放性的要求，研究硬件模塊的劃分方法，便于系統(tǒng)添加或更換各種接口、傳感器等；采用基于標(biāo)準(zhǔn)總線的結(jié)構(gòu)；研究多CPU系統(tǒng)的設(shè)計方法；研究基于FPGA的接口設(shè)計方法。 (4) 機器人操作系統(tǒng) 根據(jù)機器人應(yīng)用需求，在開源操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加機器人應(yīng)用層接口、機器人算法，中間件，增強實時性能的任務(wù)調(diào)度算法。 2.高速、高精度工業(yè)機器人輪廓控制技術(shù)和柔性加減速技術(shù)： (1) 速度前瞻控制和拐角控制技術(shù) 前瞻處理的主要任務(wù)是獲取路徑信息，并根據(jù)速度、加速度和加加速度等機器人運動約束條件和選定的加減速規(guī)律進(jìn)行速度規(guī)劃。 (2) 柔性加減速技術(shù) 加減速控制算法可以避免機器人的沖擊、振動，并在不增加系統(tǒng)運算量的情況下使得插補過程能夠平滑快速的執(zhí)行研究直線型加減速、S 型加減速、平滑 S 型加減速、力矩加減速提高系統(tǒng)的精度和速度。 (3) 最優(yōu)軌跡規(guī)劃算法 軌跡規(guī)劃的任務(wù)是根據(jù)給定的路徑點規(guī)劃處通過這些點并滿足邊界約束條件的光滑的最優(yōu)運動軌跡，研究時間最小的軌跡規(guī)劃算法、能耗最小的軌跡規(guī)劃算法、加速度最小的優(yōu)化算法，使機器人的作業(yè)效率、能耗達(dá)到最優(yōu)，同時確保運動的平穩(wěn)性。 3.工業(yè)機器人編程語言規(guī)范： (1)編程語言規(guī)范 根據(jù)機器人不同應(yīng)用領(lǐng)域的特點及具體要求，研究通用的機器人編程語言結(jié)構(gòu)，定義詞法及語法規(guī)則；充分考慮機器人控制系統(tǒng)的運動控制、運算-決策、通訊、工具指令以及傳感器數(shù)據(jù)處理等基本功能，規(guī)劃完善的指令集和內(nèi)部函數(shù)集；定義機器人物理環(huán)境模型，確定編程語言指令與目標(biāo)指令內(nèi)在的邏輯關(guān)系。 (2) 編程環(huán)境設(shè)計 機器人編程環(huán)境具有以下特征：面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、擴展的通用算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。研究機器人語言程序的詞法、語法和語義的分析，以及語法錯誤檢查和系統(tǒng)邏輯錯誤檢查技術(shù)；設(shè)計機器人語言程序解釋器，實現(xiàn)機器人語言到系統(tǒng)內(nèi)部指令的轉(zhuǎn)化，并根據(jù)應(yīng)用需求優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部指令序列。 4.故障診斷、測試與可靠性技術(shù)： (1) 智能故障診斷系統(tǒng) 研究基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，基于實例的專家系統(tǒng)，規(guī)則和實例混合的專家系統(tǒng)，基于規(guī)則控制的實例診斷系統(tǒng)。 (2) 可靠性技術(shù) a.可靠性分析：對控制系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)、故障模式、影響及危害度分析，以便發(fā)現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，為提高控制系統(tǒng)可靠性提供依據(jù)。 b.可靠性設(shè)計技術(shù)：采用簡化設(shè)計、降額設(shè)計、冗余設(shè)計、EMC 設(shè)計、熱設(shè)計、環(huán)境防護(hù)設(shè)計提高系統(tǒng)的可靠性。 c.可靠性試驗技術(shù)：在研制階段采用可靠性增長試驗提高系統(tǒng)可靠性，通過可靠性鑒定試驗確定系統(tǒng)定型，通過可靠性驗收試驗確定系統(tǒng)的可靠性是否達(dá)到要求，采用應(yīng)力篩選試驗提高產(chǎn)品的使用可靠性。通過加速壽命試驗評估MTBF值是否達(dá)到。 d.軟件可靠性試驗技術(shù)：采用軟件可靠性設(shè)計、可靠性增長測試、軟件可靠性測試和軟件可靠性驗證測試提高軟件可靠性、通過建立控制系統(tǒng)軟件可靠性仿真測試平臺提高軟件可靠性測試水平。 5.面向重載機器人的先進(jìn)控制算法： (1) 基于系統(tǒng)動力學(xué)模型的控制 針對重載機器人慣量變化大，固有頻率低，高度非線性耦合的特點。研究基于機器人真實參數(shù)的動力學(xué)模型及實時求解。根據(jù)動力學(xué)模型，研究運動規(guī)劃、柔性加減速以及模態(tài)控制等方面的技術(shù)，減少由于軌跡規(guī)劃引起的機器人振動。 (2) 負(fù)載自動識別 針對機器人不同應(yīng)用及負(fù)載變化，研究機器人在線自動識別負(fù)載的方法。 (3) 機器人空腔計算及處理 實現(xiàn)了機器人所能到達(dá)的所有位置范圍計算，能提前提示用戶示教的位置是否合法, 是否在機器人能到的位置。 (4) 立方干涉處理 實現(xiàn)了最多六個干涉區(qū)的設(shè)置，在多機器人相互配合運行工作時，通過干涉區(qū)避免了碰撞的危險性。二、對國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響 我國汽車工業(yè)的工業(yè)機器人市場遠(yuǎn)未飽和。僅我國汽車工業(yè)就存在一個龐大的工業(yè)機器人市場，如果考慮到我國整個制造業(yè)的需要，工業(yè)機器人市場則更加龐大。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和勞動力成本的不斷提高，發(fā)展高科技產(chǎn)業(yè)，提高制造業(yè)生產(chǎn)自動化水平，由勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必由之路。隨著計算機科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人應(yīng)用領(lǐng)域也隨之不斷擴展和深化。工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展，可以看做工業(yè)自動化的一場革命，南通作為科技重鎮(zhèn)、制造重鎮(zhèn)，把握機遇，迎接挑戰(zhàn)，大力發(fā)展工業(yè)機器人制造業(yè)，應(yīng)是一個戰(zhàn)略性的決策。 應(yīng)用范圍： 伴隨我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，以汽車等行業(yè)需求為牽引，我國對工業(yè)機器人需求量急劇增加，國際工業(yè)機器人知名企業(yè)如ABB、FANUC 等紛紛在中國建廠，目前，我國工業(yè)機器人新裝機量近90% 仍依賴進(jìn)口。因此，對于工業(yè)機器人制造業(yè)，擺脫依賴關(guān)系，拒絕跟隨式發(fā)展，成為目前國內(nèi)基礎(chǔ)制造業(yè)的重中之重。 工業(yè)機器人制造是一個嶄新而又創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)，由于工業(yè)機器人應(yīng)用極為廣泛，其前景非常看好。本項目對工業(yè)機器人控制系統(tǒng)有其獨到之處加之雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ)，兩者相結(jié)合將為國內(nèi)制造業(yè)開創(chuàng)一個新的主流產(chǎn)業(yè)。該產(chǎn)業(yè)的逐步形成既符合國家新興高端制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，又為國家的經(jīng)濟(jì)騰飛打下堅實的基礎(chǔ)。

1. 項目概述密封材料的性能主要包括密度、橫向抗拉強度、柔軟性、耐油性、燒失量等；它們是篩選和評價密封材料的依據(jù)。墊片的性能為密封元件的整體性態(tài)，可分成兩類：一是與墊片質(zhì)量控制有關(guān)的指標(biāo)，如壓縮率、回彈率、應(yīng)力松弛率和泄漏率等；二是與連接結(jié)構(gòu)的規(guī)范設(shè)計方法有關(guān)的墊片性能參數(shù)，如 m，y 值等。本研究室具有完善的測試裝備和儀器，包括壓縮回彈試驗機、多功能全自動墊片綜合性能試驗機、墊片應(yīng)力松弛試驗機、非金屬材料力學(xué)性能試驗機、非金屬密封材料結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)、墊片加速壽命試驗系統(tǒng)等。可為密封材料和元件生產(chǎn)和使用部門提供相關(guān)分析、測試和評價服務(wù)，為產(chǎn)品質(zhì)量控制和新產(chǎn)品研發(fā)和連接設(shè)計參數(shù)的確定提供技術(shù)支持。此外可提供密封連接設(shè)計、選用、緊密性評價、可靠性維修等方面的技術(shù)服務(wù)，并已開發(fā)相應(yīng)的專家系統(tǒng)。2. 技術(shù)優(yōu)勢: 原化工部靜密封檢測中心掛靠單位；20多個國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草單位；全國管路附件標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員、化學(xué)工業(yè)專用密封標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會委員單位。3. 技術(shù)水平:國內(nèi)領(lǐng)先，獲獎成果

項目概況 基于實時、歷史數(shù)據(jù)庫或熱力試驗數(shù)據(jù)，對大型火電機組各項性能指標(biāo)進(jìn)行分析計算、能損診斷、運行優(yōu)化、性能試驗，全廠綜合分析，為機組節(jié)能運行提供指導(dǎo)。

在噴油壓縮機系統(tǒng)的諸多性能評價指標(biāo)中，油氣分離器的分離效率是非常關(guān)鍵的一個指標(biāo)。對于噴油空氣壓縮機來說，油氣分離器分離效率的高低不僅決定了壓縮機系統(tǒng)的耗油量，更重要的是分離效率的高低直接決定了壓縮空氣的純凈度，進(jìn)一步影響到其實際使用范圍和市場前景。對噴油制冷壓縮機來說，油氣分離器分離效率的高低還直接影響到熱交換器的換熱效率。壓縮空氣中油的質(zhì)量濃度一般要求達(dá)到2－3ppm，而一般噴油壓縮機排出的油氣混合物中油的含量比較高，尤其是高壓比的壓縮機，因此工程上通常采用兩級分離，即先通過一次分離（機械碰撞法）將大部分油滴分離出來，再將剩余的低濃度油氣混合氣用多孔濾網(wǎng)分離出來。很顯然，油氣分離器一次分離效率的高低對分離器總的分離效率有著至關(guān)重要的影響。因此，提高油氣分離器一次分離效率是提高油分離器總的分離效率的關(guān)鍵所在。分離器結(jié)構(gòu)形式多種多樣，目前尚未形成統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計或選型主要依靠經(jīng)驗數(shù)據(jù),具有較強的主觀性，往往達(dá)不到最佳分離效果。該研究成果是在國家自然科學(xué)基金委項目的支持下，結(jié)合多年在壓縮機系統(tǒng)性能方面理論研究和試驗研究的積累，通過理論分析和數(shù)值模擬，研究油氣混合氣在分離器內(nèi)的流場分布和油氣分離機理，并在此基礎(chǔ)上對分離器一次分離結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)措施；同時有搭建的噴油壓縮機系統(tǒng)性能測試試驗臺，能夠?qū)Σ煌\行工況下，不同結(jié)構(gòu)型式的油氣分離器效率及含油分布進(jìn)行測量。

我國現(xiàn)行汽車剎車材料大都采用石棉作為增強材料，然而，隨著汽車運載功能的不斷增加，以及汽車速度的提高，對剎車材料提出了更高的要求。石棉增強剎車材料已不能滿足汽車工業(yè)越來越高的發(fā)展要求，特別是含石棉剎車材料具有污染環(huán)境及致癌作用，因而在許多國家已經(jīng)立法禁止使用。高性能纖維增強無石棉制動材料已達(dá)到商品化規(guī)模，而我國在該領(lǐng)域的研究相對比較落后，基本依賴于進(jìn)口。只有

北京工業(yè)大學(xué)在國家 973、863 計劃等支持下，發(fā)現(xiàn)添加鉺元素（Er）可增加鋁合金的強韌性和耐熱性，提高耐腐蝕性能和焊接性能；含鉺鋁合金應(yīng)用意義：良好的耐蝕性、可焊性、成型性等工藝  應(yīng)用性能，在此基礎(chǔ)上發(fā)展靜載荷強度（拉伸性能）、抗沖擊、抗疲勞及高損傷容限等綜合力學(xué)性能； 滿足輕質(zhì)高效、安全性、長壽命和低成本等應(yīng)用需求。

針對集群和多核服務(wù)器平臺，該軟件工具集可以對系統(tǒng)資源和并行程序性能進(jìn)行在線監(jiān)測和性能分析展示，幫助用戶監(jiān)測系統(tǒng)資源和發(fā)現(xiàn)并行程序瓶頸，輔助進(jìn)行程序優(yōu)化。性能數(shù)據(jù)的采集主要是通過對被監(jiān)測進(jìn)程的插樁和包裝庫的結(jié)合實現(xiàn)，可對MPI程序、OpenMP程序和CUDA程序進(jìn)行性能監(jiān)測。 本項目主要特點如下。 1.合理的數(shù)據(jù)采集方式，可以對混合結(jié)構(gòu)高性能計算系統(tǒng)進(jìn)行性能監(jiān)測，較少的監(jiān)測擾動； 2.基于MRnet的樹形數(shù)據(jù)匯聚和類庫，保證了大量性能監(jiān)測數(shù)據(jù)的快速高效匯集，并提供同步，匯總等功能接口； 3.多種數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計方法，高效的分析和多視角可視化圖形展示，輔助用戶分析瓶頸進(jìn)行優(yōu)化。該成果在國家863計劃支持下，已在多個計算中心應(yīng)用，獲得國家專利3項。

先進(jìn)復(fù)合材料，尤其是碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料具有質(zhì)輕高強、抗疲勞、耐腐蝕、制造工藝靈活、可設(shè)計性強、易于實現(xiàn)結(jié)構(gòu)/功能一體化等優(yōu)異特點，在輕質(zhì)化、小型化、多功能等方面發(fā)揮著越來越重要的作用，在航空航天、工業(yè)、綠色能源、文體休閑用品等領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模呈明顯遞增趨勢。然而，碳纖維復(fù)合材料如何應(yīng)用、其應(yīng)用能否獲得顯著效益，對其性能進(jìn)行全面、科學(xué)的測試評價至關(guān)重要。另一方面，我國是碳纖維的研發(fā)和生產(chǎn)大國，已建和在建的碳纖維產(chǎn)能已達(dá)到世界碳纖維總產(chǎn)能的水平，但是其碳纖維性能水平和下游產(chǎn)品的開發(fā)明顯落后于國外，其中碳纖維及其復(fù)合材料性能評價技術(shù)的落后是阻礙我國碳纖維應(yīng)用和發(fā)展的重要原因。在國家重大研究項目支持下，北航先進(jìn)復(fù)合材料研究團(tuán)隊建立了一整套碳纖維及其復(fù)合材料性能評價系統(tǒng)，可實現(xiàn)纖維、樹脂、界面、復(fù)合材料等從微觀到宏觀性能的測試分析與評價，包括物理化學(xué)特性測試、微結(jié)構(gòu)分析、工藝特性分析、力學(xué)性能測試等，該系統(tǒng)已用于航空航天飛行器、大型風(fēng)電葉片、新能源汽車等領(lǐng)域，為碳纖維復(fù)合材料在相關(guān)產(chǎn)品上應(yīng)用效益的評價、新材料體系的應(yīng)用和開發(fā)提供了重要依據(jù)。

成果簡介：ABS 樹脂強度高、韌性好，耐腐蝕、易于加工成型，是廣泛用于汽車、電器、電子、紡織、日用品、建材等領(lǐng)域的熱塑性材料。但因耐熱性 不好，一般等級 ABS 樹脂（耐熱溫度低于105℃）使用范圍受到了限制。耐 熱型(耐熱溫度 110-120℃)和超耐熱型(耐熱溫度 125-130℃)ABS 樹脂的開 發(fā)可以改善 ABS 樹脂使用性能、拓展其應(yīng)用，是目前高性能ABS 樹脂研發(fā)和 應(yīng)用的主流。馬來酰亞胺型高分子耐熱改性劑具有ɑ 、β-不飽和酰亞胺五 元環(huán)狀結(jié)構(gòu)，增加了高分子鏈的內(nèi)旋阻力，從而提高聚