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成果簡介：通過揭示自然界中魚群、鳥群自主編隊的機理，研究了多智能體協同控制理論，并將其應用于多無人平臺的協同控制中。其典型特點是采用分布式信息，沒有全局指揮中心，作戰單元能夠根據具體作戰任務靈活編制， 控制器結構簡單，任務適用面廣。本研究將多智能體一致性控制，勢能場函 數，分布式估計器理論相結合，突破了多無人平臺協同編隊控制，拓撲連通 性保持條件下的協同控制，協同編隊控制等關鍵技術，可實現無人平臺位置、 朝向、速度等控制參數的嚴格一致。 無人化

項目簡介車用電機驅動系統是新能源汽車、農業大棚作業車的關鍵技術之一。受車輛空間限 制和使用環境限制，車用電機驅動系統比普通電機驅動系統要求更高。車用電機驅動系 統要求滿足高功率密度(1.2kW/kg)、高效(全速范圍的高效率)、高可靠性(環境溫度 105 度)的要求。課題組使用母線支撐膜電容、疊層母排和 IGBT 設計研發了電動汽車用高功 率密度集成電機控制器。 車用高功率密度集成電機控制器采用全數字控制，主要由直流母線支撐電容、直流 疊層母排、IGBT、IGBT 驅動電路和控制電路組

項目背景：國內外當前對水陸兩棲推進器的研制涉及一系列 理論、技術和功能應用等問題，其中，基于海鰩鰭水下波動推進 機理，同時仿蛇在陸地上蜿蜒爬行的運動方式，對推進器水陸兩 相運動進行適應性設計，使其不改變推進模式同時滿足水面推進 和陸地行走需求，是當前研究的熱點。采用主要采用組合泵噴推 進方式使其在水下保持高速航態和聲隱身性，搭載多波束探測系 統以及自主航行控制技術，使其可以環島自主航行，探測水體目 標及海底地形地貌，最終形成全地形波動式水陸兩棲推進器的設 計，目前鮮有報道。 所需技術需求簡要描述：通過對全地形波動式水陸兩棲推進 器所涉及的仿生推進機理、推進裝置、航行控制等關鍵問題進行 研究，突破兩棲仿生推進器深潛結構設計、動力學建模與分析、 波動與泵噴耦合推進方式、運動控制器設計技術、多波束搭載設 計技術，實現水陸兩棲推進器統一控制系統及動力系統框架下的 水-陸兩棲航行，完成復雜水陸兩棲作業任務。技術指標：工作 水深不小于 500 米，可實現懸停、原地回轉等高操縱性；搭載多 波束聲納，具備高精度探測識別能力；總尺度不低于 5m，最高航速不低于 20kn，自噪聲低于 60dB，柔性材料拉伸強度>800MPa、 斷裂伸長率>2.5%。  對技術提供方的要求:擁有相關研究的技術團隊。 

項目背景：目前電力機器人在作業過程中，由于環境惡 劣，電磁剛繞強度高，造成控制系統不穩定；同時在巡檢過 程中，要對各種線路金具、各種作業儀表進行識別與檢測， 通常采用機器視覺技術。但由于機器人作業在野外或陰暗照 明等復雜環境，存在識別率低，不穩定等問題。本項研究針 對特殊應用環境，擬開發一套基于機器視覺的巡檢機器人控 制系統。 所需技術需求簡要描述：1.基于多傳感器信息融合的機 器人越障系統：主要包含視覺、激光雷達、超聲、紅外等傳 感器信息，能夠實現對巡檢路徑上障礙物的實時識別與定 位；2.巡檢機器人遠程監控平臺：用于對巡檢機器人采集到 的信息進行遠程傳輸和監控，包含巡檢路徑上的實時視頻傳 輸、機器人運行狀態信息顯示、巡檢故障診斷與顯示等；3. 小樣本深度學習算法：針對極端環境下數據采集困難，數量 少等問題，研究基于小樣本學習的深度學習算法，提高極端 環境下的障礙物識別精度；4.圖像增強算法：針對高空強光、 陰暗、潮濕等極端環境所帶來的圖像識別困難問題，研究相 應的圖像增強算法，提高識別精度。主要技術指標：1.開發 設計一種適合高壓線路金具視覺檢測與識別技術，對輸電線 路各種金具進行動態識別與檢測，解決野外環境下識別率低 的問題，形成一套完整的線路金具機器視覺識別與檢測方 法。2.開發設計一種適合地下陰暗、潮濕、多塵環境下視覺檢測與識別技術，形成一套完整的機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。  對技術提供方的要求:擬與高校聯合開發，要求團隊具 有類似經驗，具備電力機器人研究經歷，具有電力線路識別 研究基礎，最好有研發案例。 

本發明公開了一種認知無線電網絡中的接納控制方法，其特征在于，包括如下步驟： （1）獲取馬爾科夫模型的系統參數，根據馬爾科夫模型求出帶有接納控制概率的穩態概率； （2）由帶有接納控制概率的穩態概率，在滿足非線性規劃問題的前提下，使吞吐率最大； （3）根據最佳信道感知長度，隨機選擇感知信道集，確定感知到的信道個數； （4）SUs 將感知到的信道個數發給基站，基站根據當前的狀態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，則過程結束。 該方法能在 SUs 的掉線率和 PUs 的碰撞率小于預先給定的門限值的情況下，使認知無線電網絡的吞吐率達到最大值。 

高品質鋼的冶煉典型流程為“轉爐→精煉→中間包→結晶器”，冶金反應器內存在著合金-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和過程，各個化學反應“耦合”發生、互相影響。因此，有必要建立智能模型有效地預測不同反應器內夾雜物成分的變化，準確地在線了解精煉和連鑄過程的工作狀況，使生產全流程始終處于最佳工作狀態，從而確保夾雜物的精準控制，最終提高鋼產品質量的穩定性和可靠性。同時，通過模型的優化計算，可以根據不同鋼種的性能需求，對鋼種的生產工藝進行定制化設計。 （1）高品質鋼爐精煉過程夾雜物預測研究： − 精煉過程宏觀流動數學模擬：計算精煉過程鋼液和精煉渣的流場和溫度場、夾雜物的運動，同時計算吹氬強度、鋼包尺寸等因素對鋼包流場、夾雜物運動和去除的影響。− 精煉過程夾雜物成分動力學：研究吹氬強度、鋼包尺寸等因素對多元反應速率的影響；耦合計算 LF 爐內“渣-鋼-夾雜物-合金-耐材-空氣”多元反應過程夾雜物成分變化。 − LF 爐內夾雜物尺寸動力學：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，預測鋼中夾雜物的數量變化和尺寸分布規律。 − LF 爐內夾雜物預測模型：將夾雜物成分和尺寸動力學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、數量和尺寸預測模型。 （2）高品質鋼中間包連鑄過程夾雜物預測研究 − 中間包內宏觀流動數學模擬研究：計算中間包內鋼液和覆蓋劑渣相的流場和溫度場、夾雜物運動和去除。計算開澆和換包的非穩態澆注、中間包結構對中間包澆鑄過程的影響。 − 中間包內夾雜物動力學研究：耦合計算中間包中“渣-鋼-夾雜物-耐材-空氣”多元反應中夾雜物成分變化，確定中間包內各位置的反應速率。 − 中間包內夾雜物預測模型的建立將渣-鋼-夾雜物-耐材-空氣反應和宏觀流動模擬相耦合，建立中間包過程多元反應夾雜物成分、數量和尺寸預測模型。 （2）高品質鋼結晶器凝固過程夾雜物預測研究 − 結晶器內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理。 − 結晶器內宏觀凝固和流動數學模擬研究：研究結晶器過程鋼液、渣相的運動，使用融化模型研究結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。 − 結晶器內鋼液凝固過程夾雜物動力學研究：計算鑄坯凝固過程鋼液成分偏析，與保護渣-鋼-夾雜物反應進行耦合計算，預測鑄坯中夾雜物的成分。計算夾雜物被凝固前沿捕捉行為，預測鑄坯中夾雜物的數量和尺寸分布。 − 結晶器內鋼液凝固夾雜物預測模型的建立：通過將元素偏析、保護渣-鋼-夾雜物反應和宏觀流動數學模擬相耦合，建立結晶器凝固過程多元反應預測模型，實現鑄坯中夾雜物成分、數量和尺寸空間分布的精準預測。 （4）高品質鋼制造過程夾雜物智能預測模型在工業生產中的應用 − 模型的驗證和優化：高品質鋼制造進行全流程取樣調研，對建立 LF 爐、中間包和結晶器內夾雜物反應模型進行驗證和優化。 − 模型應用：將建立的高品質 LF 爐、中間包

汽車工業是衡量一個國家經濟發展水平的重要標志，汽車齒輪是汽車上重要的傳動零件，齒輪質量的高低決定著汽車性能的好壞。通常，高質量的齒輪鋼應具有四個方面的質量指標，即窄的末端淬透性寬、潔凈度高、細小均勻的晶粒度和優良的表面質量。齒輪鋼的潔凈度對于齒輪鋼產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，同時進一步改善齒輪鋼的水口結瘤，需要對于齒輪鋼中的Al 2 O 3 夾雜進行改性處理。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夾雜物，增強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，也可改善水口結瘤現象。但必須要關注的是，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，而喂鈣量過高則導致生成更高熔點的 CaS 及 CaO生成，從而惡化齒輪鋼產品質量。同時鋼液成分對于鈣處理具有較大影響，而目前大多數企業還僅通過鈣鋁比指導現場的喂鈣操作。本項目基于不同喂鈣速度、鈣線插入深度的統計，得到最優喂鈣速度和鈣線插入深度下穩定的鈣收得率，并結合喂鈣操作過程中導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行熱力學計算，確定了超潔凈齒輪鋼的不同成分條件下最優的喂鈣線量，并結合精準鈣處理軟件，實現超潔凈齒輪鋼在線精準鈣處理，通過理論計算并結合現場鈣收得率，進一步優化現場的喂鈣操作。 （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。目前國內普遍認為電磁攪拌可以提升鑄坯的表面質量、提高鋼的潔凈度、擴大鑄坯的等軸晶區、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。但也有報道隨著結晶器電磁攪拌強度的增加，鑄坯表層附近的負偏析更加嚴重，同時加劇枝晶轉變區域的正偏析，惡化鑄坯的均質性。為進一步明晰結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晶器電磁攪拌和無結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，結合鑄坯宏觀偏析、微觀組織等結果，優化結晶器電磁攪拌參數，從而提高齒輪鋼的產品質量。

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，導致 Ca 和 S 的損耗大，收得率不穩定。由以上可知，目前制約含硫齒輪鋼生產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過程中潔凈度進行控制與提升。 （1）高硫齒輪鋼中硫化物控制技術。開展硫化物生成熱力學計算，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；進行硫化物析出及長大的相關動力學計算，確定硫化物析出尺寸及析出量隨溫度、反應物濃度的變化。同時研究了氧化物和硫化物的聯合控制研究，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、數量和分布的關系，確定有利于鋼中 MnS 彌散分布的氧化物夾雜種類，實現高硫齒輪鋼鋼中氧化物和硫化物的聯合控制，降低 A 類夾雜物評級。 （2）高硫齒輪鋼精準鈣處理改性夾雜物模型。高硫齒輪鋼生產時采用 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瘤以及減小高熔點 Al 2 O 3 夾雜物在后續軋制過程中對鋼材質量的危害，生產過程中需要進行鈣處理將鋼中的高熔點夾雜物改性為低熔點的液態夾雜物。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 同樣會導致水口結瘤。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”進行熱力學平衡計算，并根據“高硫齒輪鋼-夾雜物”反應平衡相圖，得到“液態窗口”的加鈣范圍，實現了高硫齒輪鋼生成過程中的精準鈣處理控制。

隨著我國國民經濟的不斷發展，對不銹鋼表面質量提出了更高的要求。超潔凈不銹鋼被廣泛地應用于高端電子產品 Logo、高端裝飾行業、以及核電行業等對表面質量嚴格要求的領域。高等級光亮表面不銹鋼板對成品表面質量幾乎是零表面缺陷要求，此類鋼產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到米級別的長條紋缺陷。此前，我國超潔凈不銹鋼產品完全依賴于國外進口。因此，開發超潔凈不銹鋼冶煉關鍵技術為打破此領域國外產品及技術壟斷、實現國內自主生產做出了卓越貢獻。 （1）不銹鋼冶煉脫氧及原輔料成分設計技術。對于不銹鋼冶煉原材料的控制方面，國內企業生產時更傾向于買價格低廉的鐵合金等原材料，從而降低生產成本，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，關于鐵合金對奧氏體不銹鋼夾雜物的研究很少。同時，國外學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計技術. 傳統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，減少鋼中夾雜物數量。但是本項目發現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 降低到了現在的 1.6，雖然夾雜物的總數量沒有降低，但是成功的把鋼中的夾雜物控制在低熔點區，顯著地提升了夾雜物的變性能力，有效地改善了高表面質量奧氏體不銹鋼產品的線鱗缺陷和表面拋光缺陷。此外，本項目對調整精煉渣成分的研究非常全面，國內學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精煉渣成分；本項目研究應用 FactSage 熱力學計算軟件建立了渣-鋼-夾雜物平衡反應熱力學模型，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 種不同精煉渣系進行設計優化，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，從而更系統準確地確定了有利于超潔凈不銹鋼夾雜物控制的最優精煉渣成分。 （3）不銹鋼精準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夾雜物，增強其軋制過程的變形能力以減小其對鋼材質量的危害，也可避免水口堵塞現象。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。但是大多數鋼鐵企業只是知道需要鈣處理，對于鈣處理時最優喂鈣線量并沒有太多理論研究，因此，在實際生產過程中經常出現鈣處理效果不好、甚至鈣處理后產品質量更差的現象。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行的計算，確定了超潔凈不銹鋼的不同成分條件下最優的喂鈣線量，可實現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，實現了了不銹鋼生產過程在線應用，考慮的反應物和產物更全面，計算結果更直觀。

本發明公開了基于迭代學習的多機械臂變批次協同阻抗控制方法，包括以下步驟：步驟1，構建多機械臂動力學模型，并根據機械臂的性質和假設將多機械臂變批次協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關系，得到目標阻抗模型；步驟2，基于所述目標阻抗模型得到多機械臂變批次協同阻抗控制目標；步驟3，針對所述阻抗控制目標設計分布式的迭代學習阻抗控制律，使每個機械臂僅通過鄰域的阻抗信息來獲得期望的阻抗。本發明使得每個機械臂能夠通過與鄰居的交互來調整阻抗參數，從而在不確定的動態環境中實現更好的協作和性能提升。