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重载机械装备多缸协同控制液压伺服系统的开发与应用
大型重载机械装备是是我国基础设施、资源开发和国防建设急需的重大技术装备。这类装备具有重承载、强冲击和极端环境运行的特点，液力驱动工作中大功率传递和液-固耦合现象极为突出。
基于电液控制发明了阀控缸液压伺服系统的位置和压力主从控制方法，解决重载机械装备运行过程中位置和压力耦合干扰问题，实现多缸液压伺服系统位置和压力的精确控制。同时发明了液压滚切式金属板剪切机的液压系统，通过建立多变量解耦矩阵和多缸运动方程以及无节流损失的压力和位置双向精确控制方程，实现了液压泵、蓄能器组和伺服阀的同步控制,提高了阀控缸液压伺服系统的运动平稳性和可控性。提出多缸液压系统失稳判定方法，得到液压伺服系统稳定运行的必要条件，提高大型重载设备的稳定性。
太原科技大学
2021-05-04
复杂网络演化动力学分析与控制
随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。图1-复杂网络示例及其主要特征图2-基于虚拟控制原理的复杂网络牵制控制示意图3-局域世界网络演化模型的桥梁作用
上海交通大学
2021-04-13
复杂网络演化动力学分析与控制
随着人类社会的日益网络化，使得复杂网络分析与控制成为重大科学挑战。项目组在网络科学兴起之初即进入这一领域，开创了基于网络结构特征的复杂网络动力学分析与牵制控制的研究，主要学术贡献包括：1）率先揭示了复杂动态网络牵制控制策略的可行性和有效性。2）提出了基于牵制控制思想的分布式蜂拥控制算法。3）提出了复杂网络拓扑演化的局域世界优先连接机制。4）揭示了度相配性等特征对复杂网络传播动力学的影响。 8篇代表性论文SCI他引869次、WoS他引1283次。主要成果被多位知名学者在Nature等多种著名期刊上作为复杂网络牵制控制策略研究最早的代表性工作引用。主要完成人发表IEEE杂志上首篇复杂网络综述（2003）、发起组织首届全国复杂网络论坛（2004）、出版国内首部系统阐述网络科学的著作（2006）和国际上首部牵制控制英文专著（2013）；曾获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖（2005）、上海市自然科学一等奖（2008）和2项国家杰出青年科学基金（2002、2014）。
上海交通大学
2021-04-13
果树机械化疏花装备
果树疏花作业是决定果园产量的关键工序之一。人工疏花劳动强度大，不能适应果园规模化发展的需求；而化学疏花剂的喷施容易过量，易于造成花朵、幼果的“误伤”，严重影响疏花作业机械化的进程。
针对这种现状，本项目提出果树机械疏花装备的研发和试制。针对规模化矮密集约栽培果园，建立梳齿式疏花机构有选择的疏除多余花朵；基于微型压电泵的微流量易于控制等特点，建立基于微型压电泵的指节式喷药机构实现对目标花朵进行化学疏花剂的精准喷施；研究机械物理疏花和化学疏花的有效融合机理，按农艺要求规则疏花，结合生产实际果树各项物理特性对疏花的影响，研制自动化、精准对靶的果树机械疏花装备。
青岛农业大学
2021-05-07
果树机械化疏花装备
果树疏花作业是决定果园产量的关键工序之一。人工疏花劳动强度大，不能适应果 园规模化发展的需求；而化学疏花剂的喷施容易过量，易于造成花朵、幼果的“误伤”， 严重影响疏花作业机械化的进程。 针对这种现状，本项目提出果树机械疏花装备的研发和试制。针对规模化矮密集约 栽培果园，建立梳齿式疏花机构有选择的疏除多余花朵；基于微型压电泵的微流量易于 控制等特点，建立基于微型压电泵的指节式喷药机构实现对目标花朵进行化学疏花剂的 精准喷施；研究机械物理疏花和化学疏花的有效融合机理，按农艺要求规则疏花，结合 生产实际果树各项物理特性对疏花的影响，研制自动化、精准对靶的果树机械疏花装备。
青岛农业大学
2021-04-11
首台氢燃料电池混合动力机车轨道交通大功率燃料电池发电系统
2021 年 1 月 27 日，由西南交大与中车大同联合研制的我国首台氢燃料电池混合动力机车，在中车大同电力机车有限公司成功下线，标志着我国氢能轨道交通技术取得关键突破。该车采用西南交通大学陈维荣教授团队研发的轨道交通大功率燃料电池发电系统，突破了燃料电池混合动力系统集成、系统优化控制以及能量管理等核心技术，电堆采用国际领先、可低温启动的日本丰田金属电堆，这也是燃料电池金属电堆在轨道交通领域的首次应用。该车设计时速每小时 80 公里，满载氢气可单机连续运行 24.5 小时，平直道最大牵引载重超过 5000 吨，在不用改变任何铁路基础线路条件下，可在各类机务段、车辆段、编组站以及大型工厂、矿山、港口等场所执行运转、调车、救援等多用途任务。 陈维荣教授团队自 2008 年起，在我国率先开展氢燃料电池在轨道交通中的应用研究，开拓了氢能轨道交通研究方向。历时十余年的技术攻关，团队突破了大功率燃料电池优化控制、混合动力系统能量管理、故障诊断与寿命预测等关键技术，于 2013 年成功研制我国首辆燃料电池电动机车，并于 2016 年与中车唐山公司联合研制成功世界首列燃料电池混合动力有轨电车，引领了我国氢能轨道交通技术发展。
西南交通大学
2021-04-13
复杂阀体多向挤压/锻造成形工艺及装备
研究阀体零件多向挤压成形工艺过程中材料流动特征，指出加载路径对材料流动的影响规律，优化加载路径，有效避免成形缺陷；已成功研发了铝合金、铜合金以及黑色金属的半固态成形工艺，成形零件强度、硬度显著提高，形成了复杂阀体半固态挤压铸造、半固态多向锻造工艺体系；研制了实现 6 个加载方向数控成形液压机，利用机架及特制液压缸有效减少了液压系统安装空间。
西安交通大学
2021-04-11
大型复杂构件近净省力成形技术及装备
采用局部加载增量成形大型复杂构件可有效减少成形载荷、提高材料成形极限、拓展构件成形尺寸范围、提高设备成形能力，是采用难变形材料的大型复杂构件近净省力成形的有效途径。揭示了大型复杂构件局部加载成形过程的加载状态并建立了下材料流动解析模型；发展了适用于大型复杂构件三维坯料设计的解 析-数值混合方法；构件了能快速稳定实现局部加载的液压机的液压系统，获得相同装机功率下远大于整体加载成形的成形能力。工艺理论已形成系统，且技术成熟度高，撰写综述论文发表于国际 SCI 期刊，已在实现局部的液压系统方面申请发明专利多项。
西安交通大学
2021-04-11
复杂非线性滞后动力系统的分析与综合
复杂非线性滞后动力系统分析与综合问题是控制领域研究的热点和难点。本项目主要取得如下创新成果：
1、非线性滞后动力系统的鲁棒控制。主要研究状态信息延迟下非线性系统的鲁棒控制问题。通过构造李雅普诺夫函数和泛函，很好地解决了一直以来困扰控制领域的严格反馈结构非线性滞后控制难题。对于一般结构的非线性系统，提出了反馈控制设计框架，克服了现有文献关于滞后项的强假设条件。
2、非线性关联滞后大系统的分散协调控制。提出了强非线性关联环节下大系统的分散自适应反馈控制器设计方法，解决了非匹配模型跟随控制难题，为强耦合滞后大系统的分散控制问题提供了完整的解决方案。
3、滞后系统智能控制和网络化系统控制设计。提出了非线性滞后系统的无记忆智能控制设计理论与方法。给出了非对称网络环境下遥操作系统的控制器设计方法，建立了网络环境参数、控制器参数和系统性能的显性表达式。
4、应用基础研究：提出了化合反应系统的控制器设计方法，同时构建了工业无线网络控制平台。
研究成果在大型高炉建模与节能减排优化控制、恶劣工业环境下无线网络化控制、物联网、网络化机器人远程控制等领域得到了初步应用。
燕山大学
2021-05-04
面向复杂结构和装备的可靠性测试技术
针对当前高端机械系统和装备结构复杂、工况极端、成本高、测试数据缺乏、可靠性要求高等特点，研究和开发面向复杂结构和装备的不确定性分析与可靠性设计理论、方法、测试技术及软件平台，有效解决传统可靠性技术在处理复杂系统时遭遇的样本不足、不确定性度量困难、可靠性分析精度与设计效率低等技术瓶颈，工程化地实现产品在服役周期内的保质设计。研究和开发面向复杂结构和装备的可靠性测试技术，例如：焊接结构疲劳失效试验与仿真、全场应变测量与分析、全场温度测量与分析等技术。实验室建设有湖南省省内先进的疲劳试验测试平台，拥有各类先进疲劳试验仪器，如SEM原位疲劳试验机、拉扭组合疲劳试验机及超高周疲劳试验机等，可满足各类疲劳测试及研究的需求。并建有非接触实验测量技术平台，拥有三维全场应变测量系统、红外热像仪、扫描电镜、金相显微镜等先进仪器。
湖南大学
2021-04-11