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DC-DC变换器的建模、分析与先进控制技术
因其广阔的工业应用范围和越来越高的精度、效率要求，DC-DC变换器系统已经引起电气工程师和控制工程师的广泛研究和关注。DC-DC变换器系统本身固有的非线性特性，已经使得传统线性控制方案，如PID控制等，无法取得满意控制效果。此外DC-DC变换器系统负载的突变、输入电压的波动、半导体器件的电磁干扰和参数变化等各种因素都严重破坏DC-DC变换器的精度要求。面向DC-DC变换器系统，我们已经拥有一整套的建模、分析和设计方案。利用干扰观测器技术对有负载突变、输入电压波动和模型误差引起的干扰进行实时精确估计，从而进行精确补偿，消除干扰造成的不利影响，可以与滑模控制和其他先进的非线性控制算法结合，实现基于干扰观测器的非线性抗干扰技术。我们提出了从建模、分析、先进控制方法设计到具体实现参数、规律总结凝炼等一整套的DC-DC变换器系统先进控制解决方案，成果已经成功应用于多种工业设备。一方面可以通过软件算法设计保证和提升DC-DC变换器系统的精度和效率，另一方面，可以实现系统对于负载突变、输入波动、电磁干扰的有效抑制，提升系统的抗干扰性能。目前成果已有多篇SCI高水平论文发表，申请授权多项发明专利，技术成熟，解决方案尤其适合多元干扰严重、模型偏差和精度要求高的应用场合。
东南大学
2021-04-13
音乐水型同步的可扩展喷泉控制系统及其方法
本发明公开一种音乐水型同步的可扩展喷泉控制系统和方法。系统采用EPA主干网、微网段组成的可扩展架构的控制网络；网络按需划分为若干控制区域，每个控制区域设1个微网段，微网段通过网桥/关与其它微网段隔离。EPA网络层支持多种主流的物理/数据链路层协议，可保护喷泉业现有投资；同时微网段提高了带宽利用率和实时性。参照步进电机矩频特性，设计步进电机S形加减速曲线，S曲线无加速度/力突变，提高了设备的可靠性。系统控制流程分为离线预编和在线音乐、水型、灯光三同步的控制流程；以音频数据的同步信号为基准：调节灯光、应用GPC预测控制算法控制水型，使水型、灯光的视觉感受和音乐的听觉感受溶为一体。
浙江大学
2021-04-13
钢丝热处理炉计算机自动控制系统
目前我国有近三千条用于钢丝热处理的马弗炉，其中绝大多数以煤为燃料，部分以煤气和电为燃料。这种炉型存在的最大问题是：控制系统自动化程度低，变产量、变品种时热处理质量不易控制，能耗高。为此，我们开发了钢丝热处理炉计算机自动控制系统，使用该系统，即使是燃煤热处理炉，也可实现根据钢丝直径、产量的要求自动调节炉温和拉速；或根据炉温、钢丝直径自动调节最佳拉速；或根据拉速、钢丝直径，自动调节最佳炉温；并自动调节煤、风配比例。以实现钢丝热处理高质量的前提下最大限度地节约能源。
北京科技大学
2021-04-13
碳素结构钢中非金属夹杂物控制关键技术
随着经济的快速发展，社会上对碳素结构钢的生产和质量提出了更高的要求。碳素结构钢属于大批量生产的钢种，在钢的总产量中占 70%以上。碳素结构钢的种类众多，包括各种钢板、钢管、钢带、钢条以及各种型钢、条钢等，主要用作焊接、铆接和螺栓连接的钢结构，广泛用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶、化工设备等，是一种价格低廉、用途广泛的工业钢种。按照脱氧方式不同，碳素结构钢可分为沸腾钢、半镇静钢和镇静钢，对于 Al 镇静钢，钢中大颗粒夹杂物是导致钢材在弯折时出现断裂的主要原因。此外，一般情况下，碳素结构钢中的氧含量较高，导致非金属夹杂物含量也较高，可以应用氧化物冶金技术利用碳素结构钢中非金属夹杂物，以提高碳素结构钢的力学性能。（1）Al 脱氧碳素结构钢脱氧方式优化技术。对于采用 Al 脱氧方式的碳素结构钢，钢中非金属夹杂物主要成分为 Al 2 O 3 -SiO 2 -MnO 系，夹杂物中 Al 2 O 3 含量越高，夹杂物尺寸越大，而这一类非金属夹杂物属于低熔点夹杂物，在轧制过程中容易 118 / 298变形为细长条状，严重影响钢基体的连续性，在冲击过程中引发钢材的断裂。减少钢材断裂的关键是控制钢中 Al 2 O 3 含量较高的非金属夹杂物，这一类非金属夹杂物是在转炉出钢时加入脱氧剂脱氧时产生的。在转炉出钢时，可采用以下 3种脱氧方式减少 Al 2 O 3 含量高的大尺寸夹杂物的生成。a.先用 Si-Mn 合金进行预脱氧，后用 Al 合金进行终脱氧；b.减低转炉出钢氧含量，减少 Al 合金的用量；c. 采用 Al-Ti 符合脱氧方式，避免大尺寸夹杂物的生成。（2）Ti 微合金化氧化物冶金技术。在含 Ti 低碳钢中细小弥散的氧化物质点在很宽的温度范围内热力学上是稳定，Ti 脱氧生成的 Ti 2 O 3 粒子周围会形成贫锰区，贫锰区的形成被认为是晶内铁素体非均质形核的主要驱动力。向钢中添加少量Ti 合金，形成 Al-Ti 复合脱氧制度，形成具有氧化物冶金效果的钛氧化物，明显细化了铸坯的原奥氏体晶粒尺寸，大幅提高了钢材的冲击韧性。
北京科技大学
2021-04-13
一种浮筒闸板控制截流管道流量的溢流井
本实用新型公开了一种采用浮筒控制闸板的启闭而控制截污流量的溢流井，包括：井壁、闸板、浮筒、合污管道、溢流管道、截流管道；通过浮筒的浮动控制闸板的开闭，进而有效控制溢流井内的截流流量和溢流流量。晴天和小雨时(或大雨的初期时)，溢流井内污水流量小水位低，浮筒下落带动闸板开启，污水均从闸板下部与井底的间隙出流，截流井正常截流，污水全部流到污水处理厂。当流量增加，水位超过截流管道管顶，浮筒上浮带动闸板关闭，截流停止而溢流开始。闸板上若开孔，则在溢流时，截流管道仍可以维持设定的流量。本装置结构非常简单，成本低
安徽建筑大学
2021-01-12
一种电气控制柜及其主动式降温系统
本发明公开了一种电气控制柜及其主动式降温系统,包括柜体和箱盖，所述柜体两侧壁上开有第一安装槽，所述第一安装槽一侧还开有第一卡槽，所述柜体两侧壁还开设有第一滑槽，所述第一滑槽与第一卡槽相互贯通，所述第一卡槽内均设有第一挡板，所述第一挡板一端面通过第一连接块固定连接有第一手柄，所述第一连接块与第一滑槽相互配合；本发明通过温度传感器的设置和主动式降温系统的设置，使得本发明在温度超过预设值时，会自动打开风扇，拉动第一挡块开始进行散热；通过显示装置的设置，使得工作人员能够清楚的观察到电气控制柜内的温度信息和湿
安徽建筑大学
2021-01-12
一种基于WIFI的天燃气检测与控制系统
本实用新型公开一种基于WIFI的天燃气检测与控制系统，包括气体传感器、A/D转换模块、单片机、液晶显示模块、报警模块、执行机构、WiFi通信模块和控制终端；气体传感器通过A/D转换模块与单片机连接，单片机分别与液晶显示模块、报警模块、执行机构和WiFi通信模块连接，执行机构与燃气阀门相连接，所述单片机通过WiFi通信模块与控制终端连接。本实用新型可快速的检测燃气是否泄漏，一旦燃气泄漏将发生报警提醒，同时将报警信号通过WiFi通信传输至控制终端，控制终端远程对燃气管道上的阀门进行控制，可
安徽建筑大学
2021-01-12
反应与精馏强化过程的自动控制与性能优化技术
结合我国大宗化学品生产过程中存在“高能耗、高物耗和高污染”的现实问题，以绿色化工强化技术和可持续化工-生物融合转化技术为代表，广泛采用反应与精馏强化技术，有效地提高了资源/能源利用率，减少和预防污染，从源头上解决传统生产过程能源浪费与环境污染问题。反应与精馏强化过程，探索"间歇-连续"混合式生产过程物料转化与能量利用机制，通过稳态经济优化设计选取最佳的集成结构和操作参数，实现反应能力与分离能力的最佳匹配设计；研究基于两维（批次+时间）信息的批内过程优化操作与协同控制方法，同时针对废液批间循环利用引起
南京工业大学
2021-01-12
一种自适应太阳能充电控制器
本发明公开了一种自适应太阳能充电控制器，它是一种利用太阳能向蓄电池充电的控制器，包括蓄电池电压采样电路、温度检测电路、太阳能电池板电压采样电路、太阳能电池板对蓄电池充电的控制电路、负载控制和保护电路。充电由场效应管ＩＲＬ３８０３Ｓ控制，它比一般的可控电子开关转换速度快，而且导通电阻很小。单片机采用ＰＷＭ蓄电池充电模式，保证蓄电池工作在合理的状态，提高蓄电池的使用寿命，同时单片机输出的数字信号控制串接在输出回路的场效应管ＩＲＬ３８０３的通与断。蓄电池接反时，不会烧坏保险及损坏控制器任何部件，负载电路具有过载和短路保护功能。该控制器高效率、电路简单、能够避免太阳能电池板阵列结温过高。 本控制器使用专用CPU芯片和软件实现了充电过程的智能化控制，主要特点包括： 1. 控制器兼容各种充电策略，对于不同种类的蓄电池（如密封铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池等）无需更改系统硬件，只需载入不同软件即可实现不同的充电算法，从而满足不同电池的充电要求，使充电过程更加高效可靠。 2. 具有完善的软硬件保护功能，如过充保护、过放保护、短路过流保护、过载保护等，保证了控制器的可靠性。 3. 为实现充电过程控制和保护功能，提供光电池和蓄电池电流电压的高精度测量功能，蓄电池和环境温度的检测功能。 4. 具有蓄电池放电控制功能。蓄电池放电过程与光电池充电相匹配，按照要求可以实现多种充放电模式。 5. 使用PWM（脉冲宽度调制）方式充电过程，保证了较高的充电效率，增加了充电控制的灵活性。 6. 硬件系统全部采用工业级芯片，能够在高温、寒冷、潮湿等恶劣环境下工作。 7. 控制器空闲时工作于低功耗状态，进一步降低系统功耗，提高了充电效率。 主要技术指标： 系统电压24/12V；过充电压26.4/13.2V；过放电压22.2/11.1V；温度补偿-5mV/℃；充电回路压降≤0.26V；放电回路压降≤0.15V；额定充电电流5A；额定负载电流5A；空载损耗≤6mA；工作温度-35℃至55℃。 应用范围： 太阳能的利用对解决能源和环境问题具有重要意义，而能量的存储和释放是利用太阳能的关键技术，太阳能充电控制器可广泛应用于太阳能利用的领域。太阳能充电控制器可以用于太阳能路灯、太阳能广告灯、太阳能草坪灯等的蓄电池充电控制中，其应用范围和前景广泛。
北京交通大学
2021-04-13
一种液化天然气渔船智能化控制装置
本成果针对液化天然气渔船的特殊使用条件，基于经济角度考虑，智能、高效的利用液化天然气冷能，通过内置的LNG压力/温度控制模块、发动机燃料供应监测模块、发动机检测与安全保护模块和渔船导航模块之间相互电信息通信连接并共同组成检测控制导航系统，LNG储罐、-100℃冰鲜库、-60℃冰鲜库、-18℃冰鲜库和冷海水制备库之间相互电信息通信连接并共同组成LNG冷能利用系统，计算机、打印机、控制导航系统、LNG-柴油双燃料发动机、柴油油箱、LNG冷能利用系统之间相互电气信息相连接并共同组成LNG渔船智能化控制装置，实现利用能量的自动化控制。本成果实现液化天然气冷能智能梯次利用的有效控制，保证液化天然气渔船的经济和社会效益，其结构简单，操作界面友好，性能安全稳定，易于推广应用。随着海洋、江河湖泊环境问题的日益凸显，我国渔船使用液化天然气清洁能源已经大势所趋.本成果通过检测控制导航系统、LNG冷能利用系统、LNG渔船智能化控制装置等实现了液化天然气冷能智能梯次利用的有效控制，不但有效提高了液化天然气渔船的经济收益，而且大大降低了液化天然气渔船的运营成本，其结构简单，操作界面友好，性能安全稳定，易于推广应用。
青岛大学
2021-04-13