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基于北斗通信的高精密阀门远程
控制器
(一)项目背景 在实际应用中,一些油气管线的阀门与增压设备安装在偏远地区,没有 4G/5G 基站信号覆盖,无法对设备实现远程控制,是当前面临的一个主要问题。项目采用北斗短报文通信技术,其直接依靠卫星通信来实现关键设备远程控制,可以大大弥补这一短板,解决实际需求。 (二)项目简介 油气管线的阀门通常分为开关阀与调节阀,其中开关阀只能进行阀门的开闭操作,调节阀又叫做气动执行器,它可以控制阀门的开度大小。此外工业现场环境以及阀门的状态信息还需要对各种传感设备进行实时监控。用户针对阀门或传感器的控制或查询指令需要通过北斗短报文或 4G/5G 的无线通信方式传递到控制系统。 项目研制的控制系统由一个微型控制单元(MCU)结合 RS232、RS485 通信端口,北斗收发机与 4G/5G 通信模块、电磁继电器,电流转换电路,液晶屏,按键等硬件外设组成,相互协调共同实现了对工业现场阀门及传感器进行远程控制、查询与实时监控的功能。 (三)关键技术 基于北斗短报文通信的指令收发与控制技术 一个控制系统可以同时控制两路开关阀,一路调节阀和八个传感器,每个阀门与传感器在一个控制系统下都有唯一的 ID 号,而一个用户又能够同时对工业现场的多个控制系统进行控制与查询操作,针对北斗短报文自定义字段部分进行统一设计,形成三种功能的报文格式,包括指令发送报文,返回信息报文和定位信息报文。结合报文中的“设备卡号”、“阀门号”与“传感器号”字段即可实现了现场控制系统同多个阀门与传感器设备的协议组网;结合基于北斗短报文的阀门远程控制系统的多路电磁继电器与电流控制设备,既能够对现场多路开关阀与调节阀进行精确控制,还能够对现场阀门或传感器的状态信息进行实时检测或预警,对设备所在地经纬度信息进行查询,实现了用户对多设备的双向通信。 整个控制系统的指令接收,识别,处理,控制信号的生成,信息回传等功能均是通过微型控制单元(MCU)的软件部分实现的。阀门的反馈信号会通过控制系统的 IO 口进行检测,形成闭环控制,以防止指令的失效或是二次执行,增加了控制系统的可靠性。
西安电子科技大学
2023-08-08
智能矿用掘进机井下导航
控制
技术
针对矿井恶劣环境中绝对定位信息缺失,利用多源融合感知技术,构建可行驶区域两侧边缘,利用中心参考轨迹种子点生成拟合跟踪轨迹。建立势场态势图,实现智能矿用掘进机井下动态避障,并设计了自适应变参数的轨迹跟踪导航控制方法,突破了智能矿用掘进机矿井下自主导航规划的技术瓶颈。 提供了一种矿井下智能驾驶的局部路径规划方法及系统,自适应调整轨迹,实现路口前矿车的横向校正,保证矿车安全的通过路口,提高下无人矿车在分岔路口的安全性;提供了一种智能掘进机横向优化控制方法及系统,在粉尘碎石恶劣环境下,并缺乏绝对定位信息时,实现智能矿用掘进机井下精确横向轨迹跟踪控制技术;提供了一种智能驾驶的自底向上平滑轨迹生成方法及系统,保证在直线路线参考点处于道路中间,在弯道路段参考点处于弯道内侧,提高掘进机行驶过程中的安全性。 智能矿用掘进机井下导航控制技术
中南大学
2023-08-22
宽带矢量信号发生
器
(一)项目背景 通用通信测量仪器 (二)项目简介 研制自主知识产权的通用矢量信号发生仪器,设备采用软硬结合的 1U 可扩展机箱结构,核心 模块通过 FPGA 实现,具有更大自由度、低成本、易于应用等优势,配套软件同时具备教学功能。功能及性能具有以下鲜明特点: ·可支持自适应编码调制(ACM)测试(随机模式,轮询等) ·支持多载波信号测试(不同带宽、任意载波间隔) ·支持多种信道失真模拟 ·支持突发间隔随机以及长度可变的测试模式;处理 IQ 基带带宽最大 1G 以上; ·支持2.4ksps~800Msps符号率范围,精度 1Hz; ·支持标准 DVB-S2、S2X 信号 (三)关键技术 支持任意速率的高精度并行数字内插技术; 基于超帧的自适应编码调制实现技术;
西安电子科技大学
2023-08-08
含虚拟惯量新能源并网系统的区域协同
控制
成果围绕互联电网中风电、光储的虚拟同步控制技术展开研究,通过量化评估风电、光储虚拟惯量和区域电网惯量,利用功率跟踪优化、变桨减载以及混合储能,提出了风电、光伏并网系统的惯量及一次调频控制策略。在此基础上,分析含虚拟惯量互联区域电网的暂态稳定机理,研究虚拟惯量与阻尼的多区域协同优化方法,使风电、光储设备兼具为频率、阻尼及功角提供暂态稳定的支撑能力。 创新点 发明风电、光储并网系统的虚拟同步耦合控制技术,建立风机、蓄电池及超级电容与系统频率间的虚拟同步耦合关系,提升高比例新能源并网系统的惯量支撑能力;发明多区域风电、光储虚拟惯量的协同控制优化运行系统,在变惯量控制下,分别构建高比例接入风电、光储区域互联电网的等值模型,掌握惯量、频率调整及低频振荡多重控制目标之间的规律,通过多区域协同惯量控制,提高含高比例新能源电力系统的稳定性。 获奖情况
华北电力大学
2023-07-19
研究揭示
双
加氧酶的低复杂度结构域调控DNA氧化去甲基化
该研究揭示了Tet双加氧酶催化活性中心的一个低复杂度结构域(Low complexity domain,LCD)介导该家族蛋白的酶活负调控,阐述了LCD保护卵母细胞甲基化组免受过度氧化的重要作用,显示DNA甲基化谱式的正常建立对于哺乳动物发育至关重要。
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心
2024-01-08
级联直流变直流汇集并网拓扑及移相
控制
方法
新能源发电广泛通过交流母线接入柔性直流电网之后,并入交流大电网当中,即采用交流汇集,直流送出的形式。交流汇集侧由于与大电网相脱离,因而容易发生宽频振荡等稳定性问题,造成系统故障、停运、保护甚至烧毁设备等严重后果。系统稳定及振荡的问题成为限制新能源经柔直送出大规模并网的一个瓶颈问题。 采用直流汇集的方式能够有效改善交流系统当中的宽频振荡问题,提升新能源并网惠及发电的稳定性和可靠性,提出的技术解决方案提出了新能源发电,经级联直流,dc/dc变流器并网拓扑及移相控制方法,能够有效地改善新能源经柔直,汇集并网送出的稳定性和可靠性,并且通过一项控制的方法,可使输出的直流电流和电压更加平稳。 在级联DC/DC实现MPPT控制的基础上,针对独立输入串联输出的级联DC/DC系统结构在光照不均时不能实现均压的问题,以及DC/DC输出侧串联电压跨度大、并网电流纹波大的问题,在拓扑中增设LC滤波器,又提出一种组合电平法的移相控制策略,在保证传输线路电压稳定的同时,有效减少了并网电流的纹波。 创新点 针对模块化级联DCDC系统,当光照不均时,DCDC输入功率不同,由于输出侧串联,输入功率的不同会导致输出侧的均压问题,为此,在原有的DCDC拓扑基础上增加一个后级均压单元,由一个二极管和开关管组成,并且采用移相控制策略,可有效实现输入功率不同时,级联模块输出侧的均压稳流效果。 市场前景 新能源直流汇集直流升压是未来建设多电压等级直流电网的重要组成部分,其中升压变流器是其中的关键技术装备,因而其控制特性显著影响系统的持续稳定可靠运行。 应用案例 新能源直流升压汇集示范工程
华北电力大学
2023-07-20
内窥镜集成用气体传感
器
的开发
近年来,随着我国人口老龄化、工业化、城镇化的进程逐渐加快,加上慢性感染、不健康生活方式、环境暴露等原因,我国癌症发病仍处于逐渐上升态势。根据国家癌症中心2020年度工作报告,胃癌和结直肠癌在男性癌症发病排名中位于第三和第四,而在女性癌症发病排名中排名第三和第五。根据国际癌症研究机构(International Agency For Research On Cancer)编制的GLOBOCAN 2020癌症发病率和死亡率估计,肺癌仍然是癌症死亡的主要原因,估计有180万人死亡(18%),其次是结直肠癌(9.4%)、肝癌(8.3%)、胃癌(7.7%)和女性乳腺癌(6.9%)[2]。所以胃肠道疾病的早期筛查仍是卫生部防治工作的重要任务。而目前将气体传感器集成到内窥镜,实现肠道监控的实时监控的相关设备和研究还未见报道。 相关技术指标:本项目主要从事肠道监控用气体传感器器件、无线传输及相关无线互连电子技术的研发、生产和产业化,核心技术体现在三个方面:1) 气体敏感材料的选择及制备;2) 气体传感器的设计和开发;3) 传感器与内窥镜探头的集成、加工、测试和封装的能力。 技术创新点: (1)制备出形貌可控的ZnO或WO3与石墨烯的复合材料; (2)制备出可低温检测(80 oC)、灵敏度高、脱附时间<200s的石墨烯基气体传感器; (3)实现器件与内窥镜探头集成,克服人体环境对传感器精度的影响。
上海理工大学
2023-07-18
多通道GHz近红外单光子探测
器
基于InGaAs-APD的超灵敏高速光电探测模块,探测波段覆盖900 -1700 nm,探测效率最高可达25%。采用先进的正弦频谱滤波技术,支持GHz以上的单光子探测。此外,得益于先进的噪声抑制和弱信号处理技术,GHz 单光子探测器在如此高的工作频率下依然可以保持5×10-6/pulse的暗计数水平,以及小于5%的后脉冲概率。而多通道GHz单光子探测器的集成,可实现高速的光子数可分辨探测,拓展量子探测器的动态范围。 相关技术指标: 通道数: ≥4 工作频率:1-2.5GHz 探测效率:1-25% 连续可调 暗计数: 工作频率1-1.5GHz:≤ 5×10-6/pulse 工作频率2-2.5GHz:≤ 1×10-5/pulse 后脉冲: ≤ 5% 死时间: 3 ~ 10 ns (暗计数后脉冲指标均在10%探测效率下测得) 技术创新点: 国际上首次提出“一种低时间抖动低噪的吉赫兹单光子探测方法”,通过频谱分析的方法将低通滤波和平衡相结合,实现了高速高性能InGaAs APD单光子探测,被国内外单光子探测领域的专家同行广泛引用。基于该技术所研制的GHz单光子探测器通过华东电子测量仪器研究所光电计量校准中心(国防科技工业光电子一级计量站)鉴定检测,性能指标达到国际同类仪器先进水平。“单光子探测关键技术与仪器开发”获2012年上海市科技发明二等奖(第十完成人)此外,在此基础上,将室温单光子探测的速率提升到GHz以上,与国际水平相对比,工作频率提升到了1.5GHz,后脉冲误计数概率亦有所下降,探测效率为21%时,后脉冲概率仅为1.4%。
上海理工大学
2023-08-08
基于虚实交互场景下的机器狗视觉
控制
系统研究
一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 史雨杰 电信院/自动化 2019.9/2023.7 201931072537 李耀辉 电信院/机器人工程 2019.9/2023.7 201931072628 刘忠跃 电信院/自动化 2018.9/2022.7 201831073203 王怡欣 电信院/自动化 2018.9/2022.7 201831073423 孟泽涛 电信院/自动化 2018.9/2022.7 201831073302 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 李杰 电气信息学院 讲师 人工智能 四、项目简介 本项目基于虚实交互技术、仿生机器狗运动控制、机器视觉、机器算法等方面展开研究。其目的在于增强虚实场景下机器狗与现实环境的交互能力,使其更快速地适应复杂地形,并借助机器视觉丰富其应用性。机器狗采用Jetson-Nano为主控板,其上运行ROS系统,采用分布式运行rosserial_arduino、rosbridge实现机器狗运动控制和虚拟场景通信的环节;利用SLAM技术精确构建地形图样,模拟人的真实视觉功能并通过图像摄取装置赋予机器狗,使机器狗能够对图像信号进行获取和识别,并通过数字化处理以实现其在多目标环境下的个体追踪功能以及对人体的姿态识别功能。
西南石油大学
2023-07-17
一种宽电压增益直流变换
器
在包含光伏、燃料电池或电动汽车等直流源荷并网的直流系统中,网侧母线电压较为恒定,而源侧或负荷侧直流端口运行电压范围较宽,为实现系统整体高效运行,需要适应宽电压运行范围的直流变换器。 本成果结合效率优化控制和拓扑重构提出一种适用于宽电压运行场景的T型双变压器直流变换器。新型宽电压增益直流变换器具有多种运行模式,在改善电压匹配度提升运行效率的同时,还具有桥臂冗余功能,从而提升变换器可靠性。 创新点 1、新型变换器在宽电压运行范围内具有较高变换效率。通过变压器切换匹配输入输出电压,使得变换器在较宽的输入电压范围高效运行。 2、具有桥臂冗余功能,适用于对可靠性要求较高的场合。变换器具有多个冗余工作模式,在部分器件失效的条件下,可以选择冗余模式继续运行,提高了系统可靠性。 3、基于矢量图解法提出了TDT-DAB效率优化控制方法,并提出基于单移相控制的运行模式切换方法,控制复杂度低。
华北电力大学
2023-08-03
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