机器人仿真系统为机器人系统的前期设计、后期验证提供了平台，利用机器人仿真实验替代实体机器人实验，能够有效避免机器人可能出现的硬件损伤，并提高工作效率。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 作为机器人研究中的重要方面，机器人仿真技术始终是机器人领域的热点之一。将计算机仿真技术的优势引入到机器人的研究中，使实验者更加逼真地感受到机器人的空间三维环境。机器人仿真系统为机器人系统的前期设计、后期验证提供了平台，利用机器人仿真实验替代实体机器人实验，能够有效避免机器人可能出现的硬件损伤，并提高工作效率。同时，可用于机器人学的教学中，丰富教学的内容。 项目特色： 对机器人的三维仿真实现。根据真实机器人的几何尺寸，利用AutoCAD和3dsMax进行机器人建模，最终通过Managed Direct3D实现高仿真度的仿真机器人场景，并允许用户以各种方式控制仿真场景的平移、旋转、缩放操作。 根据“可配置”的设计目标，采用模块化的设计思路，实现与真实网络多机器人系统相同的架构，保证仿真系统与真实系统各个模块之间的相互替代，允许用户在仿真模块与真实模块间的自由切换。 通过对机器人学中正逆运动学、雅克比矩阵、轨迹规划等基础知识的研究，依据.Net开发平台，采用C#语言实现了三维仿真系统的整体架构，利用Managed Direct3D实现了仿真场景，并利用计算机强大的图形显示优势实现了可扩展功能，例如：机器人末端点标记，机器人数据文件的记录回放功能等。 主要技术性能指标： 万次无故障运行，运行过程中内存占用为55M。 可运行于不同的操作系统中，包括：Windows 2000，Windows XP及Windows Vista。 仿真场景可以实现60fps的刷新率。 可通过Internet实现与真实网络多机器人系统的连接。

1 成果简介本系统采用了一种多翅片降膜蒸发方式，通过高效降膜蒸发、膜态冷凝等强化传热传质技术，有效提高了单位体积装置淡水产率。其产淡水效率比目前市场上其他蒸发式产品更高， 70℃时单位体积产淡水率即可达到 135kg/(m3·h)，温度更高时产淡水率将进一步提高。在产淡水量相同的情况下，本系统的结构更紧凑、反应更迅速。系统样机见图 1。 本系统采用多种创新性设计，降低了系统能耗，更加节能环保。本系统可利用的热源形式和温度范围更广，热源温度在 50℃左右时系统即可产出淡水，可利用蒸汽、热水、太阳能、地热水和废热气等热源，应用前景广阔。 本系统采用一体化设计，使结构更为紧凑，外界环境一定震动时仍能正常工作，方便搬运、携带，可靠性好。图 1 多翅片降膜蒸发紧凑式海水淡化系统样机 图 2 多翅片降膜蒸发紧凑式海水淡化系统淡水产量随热源温度变化曲线2 应用说明此系统可充分利用低品位热能，如地热、工业废热、交通工具废气余热等低温热源（ 50~100℃），适用范围较广。大规模的海水淡化设备可以与大型火电厂、化工厂等相结合。小规模的海水淡化设备可以利用太阳能加热设备等，淡化后的水可直接饮用。3 效益分析此系统设计上的创新与优化使得投资成本大为降低。运营成本非常低，每天仅需 2 度电。目前市场上常见的反渗透膜式海水淡化设备的单位产淡水量所需成本是此系统的 10~30 倍，预计此系统一年半即可收回成本。

以高压放电理论为基础，以接地系统的标准为依据，利用研发高导电 CrNi 基 Cu 合金复合耐腐蚀材料，创新垂直接地体的结构设计，研制新型多针式垂直接地系统。实现节约资源（土地、材料）。

本发明公开了一种基于全双工多中继系统的通信方法，属于无线协作通信技术领域。本发明在信源和信宿之间部署多个全双工中继节点对信源信号进行接收并解码，从能够正确解码的中继节点中选择一个最优中继节点将已解码的信源信号转发给信宿；同时，信源发送一个新的信号。由于工作于全双工模式，最优中继节点会受到环路自干扰影响；而其余中继节点会受到中继间干扰影响，鉴于此，本发明设计了相应的干扰消除技术并分析了在不同剩余环路自干扰强度下的系统性能。本发明通过实验仿真分析结果显示，在正常传输速率和信噪比情况下，本发明具有信号中断概率低，系统的频谱效率高，系统鲁棒性强的综合表现。

成果的背景及主要用途： 天津大学结合三门峡水利枢纽管理局委托“三门峡枢纽多模目标优化调度研究”项目和教育部骨干教师基金“粘性泥沙的力学模型和人工智能模拟复合模拟研究”项目开展了多沙河流水库水沙电的多目标优化调度的研究工作。采用科学的理论方法和先进的技术手段，创新地研究调度管理系统中涉及的水文预测、泥沙冲淤的智能快速模拟、高含沙洪水的“揭河底”现象的特征机理、多目标优化调度、实时短期调度、调水调沙等问题，以便使水库优化调度管理系统更科学化、智能化、系统化。本研究项目的进行与研究结果，有利于协调解决目前防洪、供水、泥沙淤积与蓄水发电等多目标的优化调度的问题，确保在改善多沙河流水库库区、下游水库及其河道的泥沙淤积情况的同时增加发电量，提高社会效益和经济效益，在全国用电紧张、更加注重社会效益和生态效益保护的今天，本项目的研究有重大的现实意义和实用价值。 技术原理与工艺流程简介： 本项目主要利用混沌神经网络模型对黄河中下游中长期径流和含沙量进行了预测，并利用模式识别的方法随机模拟了洪水过程中的流量过程线和含沙量过程线；对影响潼关高程和水库泥沙淤积量的相关因子进行优选，并利用其训练神经网络；将 BP 人工神经网络模型运用到径流量的预测，水库泥沙淤积、潼关高程中去，进行计算和预测；建立随机微分方程模型，确定水库断面水库进行多目标优化调度。在完成上述专业模型系统的设计开发基础上，将利用多目标系统决策分析理论，通过从下到上逐级控制，并协调各子系统的运行关系，使各子系统既能实现各自目标，又能满足彼此的制约关系，从而实现整个枢纽的综合最优调度。 技术水平及专利与获奖情况： 该项成果达到国际先进水平。应用前景分析及效益预测：水库多目标优化调度的效益极为明显，往往是在不增加水利枢纽运行和管理成本基础上实现的效益，在水资源日益短期的形势下，其重要性也日益突出。本项目所研究的多沙河流以水、沙、电多目标优化调度系统，可为解决防洪、供水、发电与减淤的矛盾提供新的技术手段和理论方法，可以应用到黄河等多沙河流的各个水利枢纽的优化调度运行中，能实现水库枢纽经济效益、社会效益和生态效益的综合优化及和谐统一。还可以应用到含沙量较小（但又必须涉及泥沙问题）的河流上的各个水库枢纽上，如三峡水库等，应用范围极为广泛，具有广阔的应用前景。 应用领域：水利水电工程运行管理。 合作方式及条件：技术服务。

主要功能和应用领域：电机控制系统、伺服系统、机床以及军工设备的静态特性和动态特性。 特色及先进性：申请了5项专利，授权了3项，是一种便携式的检测仪器。 技术指标： ？ 编码器与电机对应关系检测 ？ 控制系统的频域和时域动态分析分析 ？ 快速检测控制系统的性能指标，如果截止频率、带宽、稳定时间、超调量 ？ 根据指标，辅助建议设计控制器、补偿器等等 ？ 能产生随机信号和固定信号 国外有相似产品，也是在2015年4月生产出第一批，但是由于产品的应用领域的敏感性，一直对国内禁售。该产品是开发，调试、现场检测的很好工具。

主要功能和应用领域：电机控制系统、伺服系统、机床以及军工设备的静态特性和动态特性。

项目简介近年来，在我国科技部、建设部等政府部门的大力推动下，地源热泵空调系统在我国许多北方省市得到了大面积推广应用。但是，浅层地热能开发利用工作是一个综合技术性较强的系统工程，如果设计不当，经常出现无法正常运行的情况，更有甚者系统已经报废。导致地源热泵系统失败的主要原因有很多，例如在建设初期没有进行充分的浅层地温能测试以及地下换热特性实验、地层岩性取芯分析，完全凭借经验参数设计，忽视了浅层地温能资源分布的地域差异性；缺乏对建筑冷热负荷的仔细计算，出现“大马拉小车”或者“小马拉大车”现象；缺乏对地源热泵系统长期性能的分析与预测，忽视了浅层地温的堆积效应；工程施工不规范；运行监测调控缺乏等等。因此，实施地源热泵空调供热系统，必须进行严格的技术，包括地下土壤热特性测试、地层岩性取芯分析；建筑冷热负荷的动态模拟计算、地源热泵系统长期性能分析与预测；规范工程施工；建立有效的地下温度场变化特性监测系统等，才能确保地源热泵系统的长期可靠稳定运行，达到预期效果。1）地温能勘查和地下换热特性测试技术河北工业大学成功研制出了基于恒温法的地下换热性能测试装置，已经申请国家发明专利。该系统能够获得地下温度场、土壤导热系数以及地下换热特性等重要参数的实测数据，为系统设计提供科学依据。该装置在天津、河北、山东、安徽等省市进行了大量的测试工作，积累了大量的实测数据。2）建筑物冷热负荷的动态模拟技术通过采用目前国际流行的建筑能耗模拟软件，结合建筑围护结构、区域气候、使用特点等特征进行可以充分反映出建筑物冷热负荷的小时变化规律，为地下设计与系统运行策略提供重要的依据。在逐时负荷基础上进行地下设计，可以有效避免设计不匹配现象。3）地温场动态分析与节能预测技术通过基于地下温度场和流体温度变化的系统运行分析，可以为实际地下管群的优化提供具体的指导，从而保证整个埋管系统的合理布局，节省建设成本。该技术先后应用于天津和河北省的国土资源部浅层地温能大调查项目。4）地源热泵地下温度场监测技术通过合理地设置地下温度场测点，可以准确地反映出系统的运行状况，及时发现浅层地温的堆积效应，这有利于系统的运行节能，保证系统长期运行的可靠性和稳定性。目前，河北工业大学已经在天津和河北等地的地源热泵系统工程中，成功设计了大量的地下监测系统，掌握了第一手的系统运行与节能数据，这对于地源热泵系统的优化设计具有直接指导意义。项目负责人 王华军   联系方式 联系电话：15122700298Email：huajunwang@126.com

近年来，随着市场对油品质量要求的提高和原油质量的下降，国内炼化企业对加氢工艺逐步重视。对油品的深加工已从原有的脱碳型逐步转向加氢型，加氢工艺逐渐已经成为主流的深加工工艺。企业内氢气资源的供需矛盾日益突出。随着氢气资源的紧张和价格的攀升，采用先进的优化技术对炼化企业的氢气系统进行优化，最大限度地合理利用氢气资源已经成为提高企业效益，节能降耗的重要途径之一。 本项目目的在于为炼化企业氢气系统提供系统分析和优化集成的方案。根据用氢装置实际需求的氢气压力和氢气纯度确定和设置氢气梯级分配网络的中间等级，提高氢气分配网络的可拓展性和操作柔性，使氢气分配网络中局部用氢装置的增减和操作变动不改变氢气分配网络的整体结构和操作特性。

随着人们生活水平的不断提高和社会的发展进步，环境问题和能源问题已经得到越来越广泛的重视。电动车辆由于其具备很多优势如环保节能、零污染和能量来源途径广泛等优点而逐渐受到人们的喜爱。但是电动车本身是一个受多源干扰影响的非线性系统，传统的控制方法(如PI控制)已经不能满足电动车在高性能场合的需求。面向电动车控制系统，我们已经拥有一整套的建模、分析和设计方案。我们的成果是，利用时变干扰观测器技术对受外界环境变化、负载变化和模型误差等因素引起的时变干扰进行实时精确估计，从而进行精确补偿，消除干扰对系统造成的不利影响，同时可以与滑模控制或其他先进控制方法相结合，设计和实现基于时变干扰观测器的复合控制方案。目前已受理多项国家发明专利，发表多篇高水平学术论文。技术成熟，解决方案尤其适合基于位置传感器/无位置传感器的模型参数不匹配、受大时变干扰影响和有高效率需求的电动独轮车、两轮车和四轮车等电动车辆应用场合。