基于无模型控制技术的无模型控制器：仅需要知道受控系统的I/O数据就能设计控制器。并且具有如下特点： 不需要建立受控系统的数学模型，不需要知道受控系统的数学模型的结构及阶数； 不需要针对某一个特定的对象专门单独设计其控制系统； 不需要训练过程； 不需要系统辨识； 控制过程不需要专家人工干预和人工整定； 有系统的稳定性理论分析保证； 控制算法的计算量与传统的PID控制算法相当。但控制效果优于PID型的控制器效果，而且能够控制传统的PID不能控制的对象； 基于无模型控制理论的控制器的系列产品可以控制大时滞、大干扰的对象，并且具有自解藕的功能； 无模型控制器的参数整定非常方便，不须专家来完成。 应用范围： 各种工业过程的控制对象，或者确切地说，凡工业上可用PID控制器（调节器）的地方均能用无模型控制器来替代。不但如此，还可以处理PID不能处理的多输入、多输出、多步时滞、非线性、结构、阶数、参数均时变的系统控制问题。而且，控制效果、稳定性、鲁棒性和参数调节的友好性要好于PID控制器。 主要应用范围有： 化工（批量与连续的反应堆、反应炉、真空、注模、蒸汽压力、液位）； 冶金（温度、粉碎、密度、PH等）； 造纸（纸浆温度、密度、均匀度、蒸发、压力、PH、过程等）； 食品（蒸发、干燥、压力、粉碎、PH、过程）； 酿造（发酵、温度、压力、PH、过程）； 各种工业电加热炉； 各种工业、民用液位控制； 各种工业过程控制； 高速路入口匝道控制。 硬件实现问题： 此种无模型控制技术的特点是即可以开发出软件包，也可以硬件实现。基于无模型控制技术的无模型控制器可开发出一系列高新技术产品。比如：单输入单输出的（傻瓜控制器，两类）；偏格式傻瓜控制器（两类）；松紧格式傻瓜控制器（两类）；多输入单输出的；多输入多输出的等等；硬件实现容易，对两个计算机控制系统和各种芯片熟悉的工程师来说，仅需要两个月左右就可以实现试验室的开发工作。对大批量生产，则需要更少的时间即可完成。 本产品的成本和市场情况： 本产品的成本与PID控制器相当，试验室开发成本（不包括开发人员的工资和其它）不超过5千元。市场前景非常广。据专家估计，我国每年需要的各种控制器（调节器）的数量约为5万台左右，按10%的市场占有率来计算，每台售价2万，则每年可创造纯利润近百万元。而且不包括推向国际市场的的份额。另外，由于本技术自主产权，中国技术发明专利，工业越发达的国家其市场情况会更好。 国内外同类产品： 国外目前已经有同类型的产品，如美国的博远自动化系统公司，具体的应用情况可以参见网站（www.sybosoft.com），但其从技术、实用性和低成本方面看均不如本技术。

        技术成熟度：技术突破         针对船舶机械设备减振降噪需求，提出了结构振动信息作为性能指标的主动减振控制策略。解决了船舶复杂应用环境下，主动减振技术“减振不一定降噪”的难题。攻克超低频、高出力密度主动减振系统执行机构的分析方法和设计关键技术，研发了系列化的电磁式作动器和主被动复合减振器，应用于船舶主机、辅机和管路系统振动抑制。突破了现有主动执行机构低频作动能力的瓶颈，发明了准零刚度作动器，有效覆盖国外探测技术的频率下限，解决了新一代船舶对超低频线谱振动和水下辐射噪声控制的迫切需求。提出了稳定性高、收敛速度快、扩展性强的主动减振核心控制算法并形成工程应用软件。突破了参考输入线谱增强、多频振动均衡控制、控制输出饱和抑制等一系列核心关键技术，解决了主动减振技术实船应用的稳、快、准的难题。研发了首套兼具工作过程自监测、运行故障自诊断、控制效果自评估功能的集成化、模块化主动控制系统，实现了主动减振系统100%国产化。解决了船舶机械设备主动减振系统关键部件自主可控难题。         意向开展成果转化的前提条件：船舶机械设备减振降噪

本技术成果针对传统污泥堆肥需要添加大量辅料的难题，筛选、培养和生产了专门用于污泥发酵与除 臭兼备的复合菌种，用复合菌种代替辅料，无需添加辅料，节省了辅料成本和辅料占地，缩短了发酵周期（15-20天）30%以上，提高堆肥效率约50%，抑制了恶臭的产生，实现了堆肥过程自动监测和控制。在污泥堆肥领域中，本研究开发的无辅料、高效发酵、无恶臭和自动测控的污泥堆肥技术，取得了重大突破。 本技术成果建立了处理量为30 吨/日的生活污泥堆肥示范工程，整个堆肥生产过程运行成熟稳定，已经稳 定运行一年多时间。

随着我国电力电机行业的迅猛发展，对资源和能源的高效利用提出了更高的挑战。无取向硅钢是广泛的用于电机和发电机铁心的软磁材料。铁心材料的优异能够直接影响电机和发电机的效率和能耗。影响无取向电工钢磁性能的主要因素有杂质元素的含量、夹杂物的种类尺寸含量、织构类型、晶粒尺寸、表面状态等因素。由于受限于目前所掌握的炼钢方法的不足，尚不能完全将钢中的 C、O、S、N 等元素去除。这些夹杂物和析出物在脱氧过程、钢液凝固过程以及轧制热处理过程形成和转变。这些残留在钢中的元素最终大部分以碳化物、氧化物、硫化物、氮化物以及他们之间的复合夹杂物形式存在。一方面，这些夹杂物和析出物会在无取向硅钢磁化过程中阻碍磁畴壁的移动，影响磁性能；另一方面，在再结晶退火过程中，这些夹杂物和析出物还会促进不利取向织构形核和阻碍晶粒长大，从而恶化无取向硅钢磁的组织，恶化磁性能。因此如何控制这些夹杂物的种类、分布、尺寸等因素对于减小这些夹杂物和析出物对无取向电工钢的磁性能的影响就显得尤为重要。（1）不同化学成分体系无取向硅钢的关键夹杂物和析出物预测。无取向硅钢作为一种功能材料，其最关键的性能指标是磁性能，包括铁损和磁感应强度。化学成分体系是影响其磁性能的最关键因素。由于不同牌号，不同生产工艺生产出的无取向硅钢，其中的夹杂物和析出物的种类、形态、尺寸和数量相差很大。而不同种类的夹杂物和析出物的控制方法又不相同。本项目中通过大量分析不同性能和不同成分体系的无取向硅钢样品、采用透射电镜、场发射扫描电镜、ASPEX 自动扫描电镜对无取向硅钢成品中的微米、亚微米和纳米级夹杂物和析出物进行定量分析。并通过商业热力学计算软件 FactSage 对不同成分体系下夹杂物和析出物种类进行预测分析。从而能够预测不同成分体系的无取向硅钢中应该控制的关键夹杂物和析出物种类。（2）无取向硅钢中钙处理控制硫化物技术。钙处理是钢铁工业中最常用的改性夹杂物的手段之一。但是通常来说，向钢中加钙是为了将固态的 Al 2 O 3 改性为液态的钙铝酸盐，以避免水口结瘤现象的发生。但是同时钙和硫具有很强的结合能力，可以与硫元素反应生成 CaS，这样可以避免在无取向硅钢中生成细小的(Mn,Cu)S，影响磁性能。由于钙加入钢中首先会和钢中的 Al 2 O 3 反应，过量的钙才会和硫反应。钢中的氧含量的多少影响着向改性硫化物所需要的钙含量。我们通过热力学分析和实验发现，在降温过程，钙铝酸盐还会和钢中的溶解铝和溶解硫反应，生成 Al 2 O 3 +CaS。通过理论分析，确定了能够完全将硫控制的最少加钙量。图 2 所示为不同的 Ca/S 对铁损的影响，通过合适的加钙量，可以有效减少细小(Mn,Cu)S 的数量，从而改善磁性能。但是值得指出的是也要尽可能在钢液下去除生成的钙铝酸盐，因为大尺寸的夹杂物会在再结晶过程诱导{111}织构生成，从而对磁性能不利。（3）无取向硅钢中铈处理控制硫化物技术。稀土元素和氧、硫也具有的很强的结合能力。因此也可以用来改性钢中的非金属夹杂物。但是，稀土也面临着与钙改性夹杂物同样的问题，既可以和钢中的硫反应，还可以和氧元素反应。而目前对于稀土改性夹杂物的研究都停留在定性的解释上。本研究通过实验室实验，详细的研究了不同铈含量和氧含量对铈改性夹杂物和控制无取向硅钢中细小硫化物的影响。最终建立了稀土改性夹杂物成分预测模型，此模型的预测结果与实验结果一致。根据此模型结果，可以得出图 3所示不同 T.Ce/T.S.对固硫率的影响。当 T.Ce/T.S.>2.9 时，可以有效控制细小的硫化物。

“无冒口铸造成套技术”根据流变铸造和液态模锻原理，对铸件生产工艺与装备进行改造，实现无冒口零缺陷铸造，旨在根除传统铸造冒口大造成巨大的材料消耗和能源浪费的行业共性问题，实现质量与效益双提高。  技术特点: 该成果已经申报了国家专利，技术成熟，处于针对铸件的具体规格范围进行推广应用的阶段，可以提供工艺、工装和设备的一体化成套技术。整体技术处于国际领先水平。   主要技术指标： 工艺出品率：由现在的60-70%左右提高到95～100％；收缩缺陷发生率：小于0.5％；综合质量：比同材质铸件稳定提高10％－20％以上。 应用范围： 其适用于铸钢件、球墨铸铁件和有色合金铸件。也适用于各种铸造轧辊，如整体铸造的铸钢和铸铁轧辊、复合浇注的铸钢和铸铁轧辊、离心铸造的各种铸钢和铸铁轧辊。 该技术适用于新建铸造厂，也适用于已有铸造厂进行工艺技术改造。 

1.痛点问题 近年来，钢铁企业无组织颗粒物排放表现为排放点多且贯穿于全工艺流程，具有排放短时无序、排放位置不固定、排放量不稳定等特点，在超低排放无组织改造过程中，以前的仅靠人工干预的无组织管控治系统建设，无法全面有效顾及点多面广量大的无组织颗粒物排放源。因此，如何实现无组织的智能化管控，是实现颗粒物无组织管控的核心问题，也是目前无组织颗粒物管控的瓶颈。 2.解决方案 本技术是一款对无组织排放的颗粒物进行监测与控制的智能化控制管理及自适应系统技术，可真正有效的实现对大气污染源排放中的无组织排放进行智能控制，直击企业痛点难点问题，从而有效控制无组织的颗粒物排放，减少企业的能耗、水耗，改善空气质量。 用户通过该系统对颗粒物进行在线监测管理，通过深度学习等手段对监测数据进行训练，形成智能化的排放精准管控，触发控制管理操作；并基于大数据融合技术，产生颗粒物监测报表，并可对监测数据进行分析比对。系统可广泛应用于城市环境空气网格化监控管理中心；施工工地等工业，道路等环境监测场所。 合作需求 寻求资源对接。期待与第三方大气环境治理服务供应商进行深度合作，包括但不限于工业企业大数据、人工智能以及物联网等技术平台；企业环境治理系统及项目设计、施工和运营商等。特别欢迎无组织粉尘污染的重点行业，例如钢铁、水泥等行业环境治理或大数据监控企业进行合作对接。

一、项目简介 随着科技进步和社会需求的发展，机器人手/臂除了工业生产，也越来越多用于服务人类的其它各个领域，这必然会使机器人承担比工业中更加多样的操作任务，面临更加多变的工作环境。因此，国内外对非结构自然环境下、具备自主操作能力的机器人的研究十分重视。当前，具备视觉感知能力的机器人已被公认为机器人发展的主流趋势，将视觉与机器人操作相融合，是对人类行为的模拟，由此产生的视觉伺服控制方法为机器人自主操作能力的实现带来了新的思路，代表了机器人的先进控制技术，也是促进机器人智能化发展的一个重要驱动。可以预见，未来的视觉系统将会成为机器人名副其实的眼睛，视觉伺服技术在机器人自主操作中将具有不可替代的作用。 视觉伺服利用视觉传感器提供的环境信息对机器人运动进行实时反馈控制，涉及机器人机械几何设计、运动学和动力学、自动控制理论、计算机视觉图像处理和摄像机标定等,是智能机器人领域中具有重要理论意义的研究课题之一。迄今为止，机器人手/臂的视觉伺服方法在太空遥操作、机器人手术、水果采摘、工业装配、焊接、抓取以及微操作等方面得到越来越多的应用。然而，现阶段可实际应用的方案主要面向特定的标定环境、模型参数已知，机器人操作是编码定式的，不具备模型未知条件下的自主操作能力，特别是当面向未来的刚-柔-软体共融机器人时，其柔型结构造成的运动模型及参数的变化与不确定性，必然使现有确定模型的研究方法失效。因此，无模型（目标几何模型，手眼标定模型，机器人运动模型）、非结构环境下的自适应操作对机器人提出了新挑战，是机器人手臂(尤其柔型手臂)视觉伺服控制研究的难点与前沿问题，不断深入对非结构环境下、无模型的机器人手/臂视觉伺服控制的研究具有重要的理论和现实意义。 在非结构自然环境下使机器人像人一样协调自适应操作是当今机器人研究领域的一项尚未实现但又令人感兴趣的研究工作。从理论上看，非结构自然环境下实现机器人柔性操作，就当前研究依靠单一的控制器设计是困难的。因此，本项目借鉴人的手眼协调操作是自适应学习过程，涉及智能进化和行为优化，将随机动态规划理论，结合约束规则与最优化控制，探索一种变参手眼关系，实现机器人在非结构自然环境下的自适应操作。 二、前期研究基础 研究团队一直致力于机器人视觉反馈控制的研究。在基础理论研究上，针对无标定视觉伺服控制方案与设计，均提出了一些新型方法，有扎实的理论基础和知识积累，并不断跟踪和深入在无模型视觉伺服控制的方面研究和前沿问题。目前，已经着手在无模型视觉伺服的可靠性、稳定性控制方面做了充分的探索工作：针对机器人无标定全局稳定操作问题，研究了一种鲁棒卡尔曼滤波(RKF)合作Elman神经网络(ENN)的全局稳定视觉伺服控制方法；提出了一种基于网络辅助尔曼滤波状态估计的无标定视觉伺服方法，提高伺服系统的鲁棒性。同时，立足机器人发展前沿，建立了多模特征深度学习抓取系统，在无结构环境下实现了机器人智能抓取与定位。 已发表的与项目相关的主要论文有： [1] 仲训杲,徐敏,仲训昱,彭侠夫.基于多模特征深度学习的机器人抓取判别方法.自动化学报,2016,7(42), pp:1022-1029. (EI) [2] Xungao Zhong, Xunyu Zhong and Xiafu Peng. Robots Visual Servo Control with Features Constraint Employing Kalman-Neural-Network Filtering Scheme. Neurocomputing, 2015, 151(3), pp:268-277 (SCI)  [3] Xungao Zhong, Xunyu Zhong and Xiafu Peng. Robust Kalman FilteringCooperated Elman Neural Network Learning forVision-Sensing-Based RoboticManipulation with Global Stability. Sensors, 2013, 10(13), pp:13464-13486. (SCI) [4] Xungao Zhong, Xiafu Peng, Xunyu Zhongand Lixiong Lin. Dynamic Jacobian Identification Based on State-Space for Robot Manipulation. Applied Mechanics andMaterials, vols. 475-476 (2014)pp: 675-679.(EI) [5] Xungao Zhong, Xiafu Peng, Xunyu Zhong and Xueren Dong. Multi-Channel with RBF Neural Network Aggregation Based on Disparity Space for Color Image Stereo Matching. IEEE 5th International Conference on Advanced Computational Intelligence (ICACI), 10(2012) PP:620-625. (EI) [6]XUNGAO ZHONG, XIAFU PENG, XUNYU ZHONG. NEURAL-BAYESIAN FILTERING BASED ON MONTE CARLO RESAMPLING FOR VISUAL ROBUST TRACKING. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2013, 2(50), pp: 490-496. [7] Xungao Zhong, Xiafu Peng and Xunyu Zhong. Severe-Dynamic Tracking Problems Based on Lower Particles Resampling. TELKOMNIKA Indonesian Journal of Electrical Engineering. 2014, 12(6), pp:4731-4739. [8] Xunyu Zhong, Xungao Zhong and Xiafu Peng. Velocity-Change-Space-based Dynamic Motion Planning for Mobile Robots Navigation. Neurocomputing. 2014, 143(11), pp:153-163. (SCI) [9] Xunyu Zhong, Xungao Zhong, Xiafu Peng. VCS-based motion planning for distributed mobile robots: collision avoidance and formation. Soft Computing,2016,5(20), pp: 1897-1908. (SCI) [10] 仲训杲,徐敏, 仲训昱, 彭侠夫. 基于雅可比预测的机器人无模型视觉伺服定位控制, 控制与决策, 已在线发表, 2018. [11] 仲训杲,徐敏, 仲训昱, 彭侠夫. 基于图像的机器人非标定视觉反馈控制全局定位方法, 厦门大学学报(自然科学版), 已录用, 2018. 三、应用技术成果 （一）基于多模特征深度学习的机器人抓取判别 研究了多模特征深度学习及其在机器人智能抓取判别中的应用，该方法针对智能机器人抓取判别问题, 研究多模特征深度学习与融合方法. 该方法将测试特征分布偏离训练特征视为一类噪化, 引入带稀疏约束的降噪自动编码 (Denoising auto-encoding, DAE), 实现网络权值学习; 并以叠层融合策略, 获取初始多模特征的深层抽象表达, 两种手段相结合旨在提高深度网络的鲁棒性和抓取判别精确性. 实验采用深度摄像机与 6 自由度工业机器人组建测试平台, 对不同类别目标进行在线对比实验. 结果表明, 设计的多模特征深度学习依据人的抓取习惯, 实现最优抓取判别, 并且机器人成功实施抓取定位, 研究方法对新目标具备良好的抓取判别能力. （二）无标定视觉伺服解决方案及其机器人操作应用 研究了无标定视觉伺服方法及其在机械臂任务操作中的应用。首先提出视觉伺服目标：假设机器人或者摄像节的模型参数未知或者部分未知，视觉伺服的目标是使用摄像节作为传感器，引导机械臂运动，使当前图像特征收敛到期望图像特征，从而完成定位或者跟踪的任务。 手眼协调关系描述。关节图像雅克比矩阵定量描述了机械臂关节变化引起图像特征变化，它是关节-图像映射的局部线性化矩阵。 建立图像雅克比的在线估计器。将关节图像雅克比矩阵的每一个元素作为辅助系统的状态，建立辅助系统的状态方程；摄像机提取到的图像特征作为测量值，建立辅助系统的观测方程。根据Kalman滤波器理论，我们设计了对关节图像雅克比的在线实时估计算法。 构建基于图像矩的目标函数。为了避免传统的基于点特征的缺陷，例如点特征的标记、提取与匹配过程复杂且通用性较差问题。构建基于图像矩的图像特征向量完成视觉伺服任务，来提高视觉伺服系统的稳定性和可靠性。 四、合作企业 厦门万久科技股份有限公司是一家集销售、软件研发、技术服务、加工技术整合为一体的高新技术企业。目前公司的经营范围涉及CNC软件开发及数控系统销售、CNC控制零件销售及专业维修；工艺优化、机台升级与技术改造、工程配电与软件优化、专用机控制系统开发、多轴机的设计与开发、机台精度检测与校正优化服务等。公司是国际知名生产制造企业——富士康的产品供应商和技术服务商。    

无醛胶主要用于胶合板、纤维板、刨花板生产，也可以用于细木工板、实木复合地板、刨花板贴面、LVL、细木工板。由于采用可在再生资源-大豆为原料，无醛胶可以减少我国人造板业对石油资源的依赖。在胶合板的生产过程中，采用无醛胶，可以保护工人的健康。 随着我国人民生活水平的提高，广大消费者越来越关注室内甲醛污染问题。采用无醛胶生产的胶合板产品不含甲醛，可以保护广大消费者，尤其是婴幼儿、少年儿童和孕妇的身体健康，符合“绿色、环保”的家居潮流。目前胶合板厂使用的脲醛胶均含甲醛，对人体健康有严重损害，无醛胶作为脲醛胶换代产品，今后几年内将逐步取代脲醛胶，具有十分可观的市场潜力，国内的潜在市场规模在30亿元以上，更为重要的是，作为人造板行业的“核心技术”，无醛胶将会导致整个行业“重新洗牌”，并且带动300亿元以上的产业经济规模，经济效益和社会效益极为显著，这是一个产业升级的历史性机遇。 技术特点 1．该产品以大豆为原料，生产过程无“三废”排放，属于“清洁生产技术”； 2.醛释放经国家林业局南京人造板质量监督检验站检验，符合《GB/T9846-2004 胶合板》中“Ⅱ类胶合板”质量要求，甲醛释放量符合日本F☆☆☆☆级标准和美国最新的P2标准（甲醛释放量≤0.05ppm）； 3.压强度好，并且不受冬季低温的影响； 4.用前不需要调胶； 5.品可以在20℃常温下密闭储存1年。

已有样品/n这项封装技术是利用芯片本身的衬底和封装材料作为封装基板，简化发光二极 管的工艺路径，降低全工艺成本，提供最小的发光二极管封装体积，全角度发光特 性，降低器件封装热阻，实现对发光二极管电学和光学性能更好的控制，并具有简 单、成本低等优点。与传统工艺封装相比成本降低 30%左右，发光效率与传统封装 相当。 随着LED技术的进步，外延与芯片工艺在发光二极管成本中所占的比例相对降 低，而封装步骤由于耗费材料和工艺步骤较多且技术含量较低，其成本难以降低。 作为现有封装结构与晶圆级封装结构的中间阶段

无醛胶主要用于胶合板、纤维板、刨花板生产，也可以用于细木工板、实木复合地板、刨花板贴面、LVL、细木工板。由于采用可在再生资源-大豆为原料，无醛胶可以减少我国人造板业对石油资源的依赖。在胶合板的生产过程中，采用无醛胶，可以保护工人的健康。 随着我国人民生活水平的提高，广大消费者越来越关注室内甲醛污染问题。采用无醛胶生产的胶合板产品不含甲醛，可以保护广大消费者，尤其是婴幼儿、少年儿童和孕妇的身体健康，符合“绿色、环保”的家居潮流。目前胶合板厂使用的脲醛胶均含甲醛，对人体健康有严重损害，无醛胶作为脲醛胶换代产品，今后几年内将逐步取代脲醛胶，具有十分可观的市场潜力，国内的潜在市场规模在30亿元以上，更为重要的是，作为人造板行业的“核心技术”，无醛胶将会导致整个行业“重新洗牌”，并且带动300亿元以上的产业经济规模，经济效益和社会效益极为显著，这是一个产业升级的历史性机遇。