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基于智能锁模算法、时间拉伸技术和实时高速电路建立的实时光谱分析控制平台
近日,上海交通大学电子系义理林教授课题组基于智能锁模算法、时间拉伸技术和实时高速电路建立的实时光谱分析控制平台,实现了锁模激光器输出飞秒脉冲的实时光谱调控,对飞秒激光器的设计具有重要的应用价值。相关成果以“Intelligent control of mode-locked femtosecond pulses by time-stretch-assisted real-time spectral analysis”为题目于2020年1月发表于国际光学顶尖期刊《Light: Science & Applications》(中科院长春光机所与Nature出版集团合办期刊),并入选为封面文章,在“News & Views”栏目被专门评述。博士生蒲国庆为第一作者,义理林教授为通信作者。 图说:期刊封面文章 飞秒尺度(1E-15秒)脉冲对应着原子分子、材料、生物蛋白、化学反应等丰富物质体系的众多超快过程,有着广泛而重要的应用。锁模激光器作为产生飞秒脉冲的重要基础研究工具,在物理、化学、生物、材料、信息科学等领域都有广泛的应用。飞秒锁模激光器自上世纪六十年代发明以来,与其相关的研究分别于1999,2005,2018年获得过诺贝尔奖。 随着超快光学的快速发展,越来越多的前沿应用需要对飞秒脉冲的时域和光谱进行精细控制。由于飞秒脉冲的产生涉及非常复杂的非线性和色散传输效应,达到特定脉冲状态的稳态输出需要对激光器多个参数在高维空间进行优化,传统基于激光器光学设计和优化的方法已被证明难以精确实现。 通过对飞秒脉冲状态进行智能识别,结合智能算法对激光器多参数进行全局优化,有望获得理想的飞秒脉冲输出,但其主要挑战在于飞秒脉冲难以实时精确识别。低速时域采样无法识别飞秒脉冲宽度和形状,光谱仪虽可识别飞秒脉冲积分光谱但无法识别其瞬时光谱,因此传统方法都无法做到实时控制飞秒脉冲精确锁模状态。为了解决这一难题,义理林教授课题组提出在锁模控制环内引入时间拉伸-色散傅里叶变换(TS-DFT)技术,通过时域到光谱的转换,采用低速时域采样即可识别飞秒脉冲对应的瞬时光谱宽度和形状。结合智能控制算法,实现了以1.4nm为精度对飞秒脉冲光谱宽带从10nm到40nm进行可编程控制,光谱形状可编程为高斯型或三角形等。这是本领域首次实现飞秒锁模脉冲光谱宽度和形状高精度实时编程控制,解决了飞秒锁模脉冲锁模状态无法精确调控的难题。 基于实时的光谱控制,该研究还展示了从窄谱锁模态至宽谱锁模态以及从三角形光谱脉冲态至宽谱锁模态的演变过程,发现两者动力学过程具有相似性,提出了目标锁模状态可能决定中间动力学过程的猜想,为人们进一步探索锁模激光器内部机理提供新视角。 图说:基于快速光谱分析的飞秒锁模脉冲智能控制 非线性光学著名专家John Dudley教授(欧洲物理学会主席,IEEE/OSA Fellow)在《Light: Science & Applications》的“News & Views”栏目撰文介绍此项工作,认为本工作极具创新性,开拓了研究锁模动力学新的可能性,很可能应用于多种锁模光纤激光器中。 义理林教授课题组过去六年来一直致力于解决飞秒锁模激光器的智能控制问题,2019年发表在光学领域顶级期刊《Optica》的“智能锁模激光器”成果入选美国光学学会旗下新闻杂志《Optics & Photonics News》2019年光学年度进展“Optics in 2019”。该方向工作部分得到国家自然科学基金(61575122)的支持。《Light: Science & Applications》论文全文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0251-x《Light: Science & Applications》“New & Views”评述论文https://www.nature.com/articles/s41377-020-0270-7
上海交通大学 2021-04-10
道路交通事故链阻断方法及主动安全集成控制系统关键技术研究
本课题组研究方向为智能交通与车辆主动安全,项目涉及交通信息与安全、行车主动服务、智能网联汽车等领域。相关研究成果可以给予相关部门、 企业提供理论基础和技术支持。研发的车牌识别系统,可以实现停车场出入口收费管理、盗抢车辆管理、高速公路超速自动化管理等功能;基于身份信息的无证驾驶辅助识别方法与系统, 实现司机与车辆信息的匹配,解决无证者的违法驾驶问题,同时预防车辆被盗;基于激光的车头与障碍物间距离检测装置及方法,鲁棒性优良, 避免了传统检测方式的盲区监测问题,减少驾驶员信息处理量, 有助于
江苏大学 2021-04-14
无尘车间建设第二步:平面布局规划华建净洁净室工程设计技术探讨核心技术规范
上一篇文章我们详细介绍了建设无尘车间的第一步——选址,选好适配的场地只是洁净厂房建设的开端,真正决定车间后期使用效率、合规性与安全性的核心环节,是紧随其后的平面布局规划。很多企业在无尘车间建设中存在一个误区:认为找好场地后,便可直接敲定材料、采购设备进行安装,殊不知,缺乏科学合理的平面布局规划,后期不仅会出现生产动线混乱、交叉污染、洁净度不达标等问题,还可能导致返工整改,浪费大量的时间与成本,甚至无法通过行业监管验收,影响企业正常投产。因此,无尘车间建设必须重视平面布局规划,而这一环节的核心的是把握三大关键要素:贴合生产流程、符合洁净室设计规范、遵守消防安全规定,三者缺一不可。作为深耕洁净室工程领域多年的标杆企业,华建净凭借完善的全生命周期服务体系、丰富的行业案例与专业的技术实力,为无数企业提供了科学合规、高效适配的平面布局规划方案,助力企业规避建设风险,实现洁净生产落地。 平面布局规划是无尘车间设计的基石,直接决定了洁净室的使用效果、运行成本与合规性,尤其对于二类医疗器械等强监管行业,布局的合理性更是企业通过GMP认证、保障产品质量的核心前提。华建净深耕洁净室工程行业多年,核心聚焦尘埃处理技术与洁净室全链条解决方案,凭借扎实的技术积累、完善的服务体系,成功跻身国内洁净室工程企业综合排名前列,累计完成数百个不同规模、不同洁净等级的洁净室工程项目,其中在二类医疗器械厂房领域的案例更是遍布全国,凭借99%以上的一次性验收通过率,成为众多医疗器械企业的首选合作伙伴。 一、贴合生产流程,实现高效生产无阻碍 生产流程是平面布局规划的核心导向,不同行业、不同产品的生产流程存在显著差异,而流程的合理性直接影响生产效率与产品合格率。例如二类医疗器械中的无菌器械、体外诊断试剂等产品,生产流程涉及原料处理、组装、灭菌、检验、包装等多个环节,每个环节的先后顺序、操作要求都有严格规范,平面布局需严格遵循“单向流转、避免迂回”的原则,减少物料、在制品的往返搬运,从源头规避交叉污染风险。 需要注意的是,生产流程的具体规范的需由企业生产工程师结合产品特性、产能规划提供,或由设备制造商根据设备运行要求给出专业建议,这也是平面布局规划的前提。而华建净在这一环节的核心优势的的,能够深度对接企业生产团队与设备供应商,组建由10年以上行业经验工程师组成的专业团队,全面梳理生产流程中的核心需求与痛点,将生产工艺要求与洁净室设计完美融合,优化动线设计,确保布局既贴合生产实际,又能最大化提升生产效率。不同于行业内“重设计、轻落地”的传统模式,华建净的规划方案始终兼顾实用性与可操作性,提前预留设备安装、产能扩张的空间,避免后期因生产需求调整而进行大规模改造,帮助企业降低全生命周期成本。 二、遵循洁净室设计规范,筑牢合规生产防线(以二类医疗器械厂房为例) 二类医疗器械直接关系到使用者的生命健康安全,国家对其生产环境的洁净度、流程合规性有着极为严格的监管要求,平面布局规划必须严格遵循《医疗器械生产质量管理规范》(GMP)及相关行业标准,华建净作为具备“洁净室施工A级资质”的企业,核心技术团队对ISO14644国际标准、GB50457《医药工业洁净厂房设计规范》等有着深刻的理解与丰富的落地经验,能够确保布局方案全程合规,助力企业顺利通过GMP认证。具体需重点把握以下几点: 合理划分作业区,规避交叉污染 平面布局需结合生产产品的品种、数量,合理划分不同功能的作业区域,明确区分洁净区与非洁净区、生产区与检验区,避免不同环节的交叉污染。其中,检验室作为产品质量把控的核心环节,必须与生产区域严格分隔,配备独立的洁净设施,确保检验结果的准确性与可靠性。华建净在规划过程中,会根据二类医疗器械的生产特性,采用BIM三维可视化设计,提前模拟区域划分与动线走向,优化管线综合排布,避免管线碰撞,同时严格按照洁净等级梯度布置区域,从高洁净区到低洁净区依次规划,确保洁净环境稳定可控。 严格执行“人货分流”,规范进出流程 “人货分流”是洁净室设计的核心原则之一,目的是避免未经净化的人员、物料带入污染物,保障洁净区的洁净度。华建净结合多年二类医疗器械厂房设计经验,优化设计人员与物料的进出线路,确保动线清晰、互不交叉,具体流程规划如下: A:人员进入线路流程 换鞋→脱外衣→更无尘衣→洗手消毒→缓冲→洁净走廊→各功能间→内包间。华建净在规划时,会根据企业人员规模,合理设计人员净化用房的面积与布局,换鞋区配备无尘鞋存放柜,更衣区采用分区设计,洗手消毒区配备符合GMP要求的消毒设备,缓冲间设置风淋室,确保人员进入洁净区前彻底去除身上的灰尘与污染物,同时优化动线设计,避免人员逆行,从源头保障洁净环境。 B:物料进入线路流程 原料仓库→拆外包→缓冲灭菌→进入生产区。物料是交叉污染的主要来源之一,华建净会为企业设计独立的物料净化用房,拆外包区与洁净区严格分隔,配备专业的灭菌设备,物料经拆包、消毒、灭菌后,通过传递窗或货淋通道进入生产区,传递设施具备联锁和自净功能,确保物料进入洁净区时达到相应的洁净要求。同时,华建净会根据物料特性,优化物料存放与转运路线,减少物料在非洁净区的停留时间,规避污染风险。 C:成品出库线路流程 完成生产→内包装→外包装→成品仓库。华建净在规划时,会设计单向的成品流转路线,内包装区位于洁净区内,外包装区与洁净区分隔,成品经内包装后,通过专用通道转运至外包装区,避免成品与原料、半成品交叉接触,同时成品仓库与生产区合理衔接,确保成品出库高效、便捷,且不影响洁净区环境。 D:仓库区规划要求 原辅料、半成品、成品等物料需根据性质不同,分设库房或分区存放,避免混放导致的交叉污染。其中,清洁剂、消毒剂、杀虫剂、润滑剂、燃料等物料,需与原辅料、半成品、成品严格分隔放置,单独设立存放区域并明确标识。同时,库房内的物料需与墙壁、地面保持适当距离,便于通风、清洁与维护,物料标识清晰,实现全程可追溯。华建净凭借丰富的仓库规划经验,会根据企业物料种类与存储需求,设计恒温恒湿、通风良好的仓库布局,配备专业的存储货架,确保物料存放合规、安全。 F:缓冲间设置要求 不同净化级别的洁净室之间,必须设置缓冲间,通过控制压差梯度(通常≥10Pa),防止高级别洁净室受到低级别洁净室的空气倒灌污染,确保各区域洁净度稳定达标。华建净在规划时,会根据洁净等级差异,合理设计缓冲间的大小与布局,配备相应的压差控制设备,同时采用专业气流模拟软件优化气流组织,确保缓冲间能够有效隔离不同洁净等级区域的空气,避免交叉污染,这也是华建净能够确保洁净室长期稳定达标、一次性通过验收的核心技术优势之一。 三、符合消防安全规定,守住生产安全底线 无尘车间由于采用密封式设计、使用大量保温、防火材料,且部分生产环节可能涉及易燃易爆物料(如二类医疗器械生产中的消毒剂、溶剂等),消防安全尤为重要。平面布局规划必须严格遵循消防安全规定,合理设置安全出口、疏散通道、消防设施,确保疏散通道畅通无阻,消防设施能够正常发挥作用。 华建净在规划过程中,始终将消防安全放在首位,结合无尘车间的结构特点与生产需求,严格按照消防规范设计安全出口与疏散路线,确保每个区域都有足够的安全出口,疏散通道宽度符合标准,同时合理布置灭火器、消防栓、火灾自动报警系统、应急照明等消防设施,确保消防设施覆盖整个车间,且便于操作与维护。此外,华建净还会在布局规划中,优化易燃易爆物料的存放区域,设置防火隔离带,规避火灾风险,为企业生产安全筑牢防线。 华建净:专业规划+全链服务,助力洁净车间高效落地 无尘车间平面布局规划看似简单,实则涉及生产工艺、洁净规范、消防安全、成本控制等多个维度,需要专业的技术团队、丰富的行业经验与完善的服务体系作为支撑。华建净作为国内洁净室工程领域全生命周期服务的先行者,打破了行业内“重建设、轻服务”的传统模式,构建了覆盖前期咨询、规划设计、施工建设、验收到后期运维、升级改造的全链条服务体系,客户只需对接华建净一家服务商,即可完成洁净室项目全流程的建设与运维,彻底避免多供应商对接带来的沟通成本高、责任划分不清晰等问题。 下图为华建净为某二类医疗器械企业设计的洁净厂房平面布局示意图(仅供参考),该方案严格遵循GMP规范与二类医疗器械生产要求,实现了生产流程顺畅、人货分流清晰、洁净等级达标、消防安全合规,助力客户顺利通过GMP认证,投产后生产效率较原有车间提升30%以上,产品良品率显著提高,获得了客户的高度认可。华建净累计完成超过300个10万级及以上洁净车间成功案例,覆盖医疗器械、电子半导体、生物医药等8大行业,客户复购率超80%,凭借严格的“材料-施工-检测”全程溯源系统,近3年合规验收通过率达到100%。 本文仅对无尘车间平面布局规划进行了简单介绍,实际上,净化车间的设计是一项复杂的系统性工程,除了平面布局,还涉及洁净等级确定、通风系统设计、材料选型、设备安装等多个环节,每个环节都直接影响洁净室的使用效果与合规性。 如果您正筹备二类医疗器械或其他行业的无尘车间建设,面临平面布局规划难题,或是想了解更多洁净室设计、施工、运维相关知识,不妨联系华建净——我们拥有专业的设计团队、自有施工团队与完善的售后保障体系,可免费为您提供现场勘测、需求调研、合规解读与规划方案定制服务,凭借丰富的行业经验与专业的技术实力,为您规避建设风险、降低运营成本,助力您实现合规、高效、节能的洁净生产。
深圳市华建净建设工程有限公司 2026-04-24
一种基于计算机视觉的浮桥线型自动控制系统及控制方法
本发明公开了一种基于计算机视觉的浮桥线型自动控制系统,包括岸基控制端和数个浮船控制端,岸基控制端设置于河岸,岸基控制端包括摄像头、图像采集卡和工业计算机,浮船控制端分别设置于各个浮船上且位于同侧,浮船控制端包括位于浮船上的标靶、环境数据采集单元和用于驱动浮船移动的驱动单元,摄像头用于监控并捕捉数个浮船上的标靶图像,并由图像采集卡将图像转换为数字信号传输给工业计算机,工业计算机用于分析图像并判断浮桥线型偏差是否超过预设阈值,并根据判断结果控制环境数据采集单元采集信息,工业计算机分析后控制驱动单元驱动浮船移动调节。本发明实现了浮桥线型的自动监控与调整,提高调整效率和准确性,增强浮桥稳定性和安全性。
南京工业大学 2021-01-12
自来水生产过程控制关键技术研究与自动化、信息化示范工程建设
“自来水生产过程控制关键技术研究与自动化、信息化示范工程建设”项目通过对制水生产流程的关键性工艺流程的研究,针对整个工艺流程大时滞、大惯性和非线性的特点,在原有检测和控制设备的基础上,通过建立与实际工艺和设施相应吻合的系统数学模型,改进控制算法,开发臭氧投加,加矾和加氯系统的智能化自动控制系统,并进行大系统整合、优化,实现对自来水厂整个工艺流程的自动控制,进而提高和稳定出厂自来水的水质,并实现节能降耗。该成果已经在南京城北水厂、北河口水厂、苏州相城水厂得到广泛应用。
东南大学 2021-04-10
自来水生产过程控制关键技术研究与自动化、信息化示范工程建设
简介内容文字控制在150-300字,主要说明成果的特点和技术创新点,应用领域(可以包括:主要技术、经济性能指标,成熟程度,应用前景,投资规模,希望的合作方式、获得的荣誉或专利情况等内容)“自来水生产过程控制关键技术研究与自动化、信息化示范工程建设”项目通过对制水生产流程的关键性工艺流程的研究,针对整个工艺流程大时滞、大惯性和非线性的特点,在原有检测和控制设备的基础上,通过建立与实际工艺和设施相应吻合的系统数学模型,改进控制算法,开发臭氧投加,加矾和加氯系统的智能化自动控制系统,并进行大系统整合、优化,实现对自来水厂整个工艺流程的自动控制,进而提高和稳定出厂自来水的水质,并实现节能降耗。该成果已经在南京城北水厂、北河口水厂、苏州相城水厂得到广泛应用。  ①平流池出水实际浊度值与设定浊度值的偏差在95%以上时间内应小于等于±1NTU(目前南京市自来水公司浊度内控标准允差±2NTU ); ②出厂自来水余氯在95%以上时间内控制在0.6mg/L~0.8mg/L (目前南京市自来水公司出厂自来水余氯内控范围为0.6mg/L~1.0mg/L); ③(相比目前)年均节约矾耗≥8%; ④(相比目前)年均节省氯气投加量≥10%; ⑤(相比目前)年均节省电耗≥5%; ⑥(相比目前)年均节约反冲洗水量≥10%; ⑦从自来水总公司调度控制中心,可实现对城北水厂一泵房(取原水)、二泵房(输出自来水)远程监视和远程调度。获得4项发明专利授权,5项软件著作权授权 1.基于废水排放比例采样时刻低比例系数的确定方法 专利号:ZL201110280585.3 2.在线采集水质数据有效性的诊断方法             专利号:ZL200910185421.5 3.一种水厂臭氧接触池进水流量的在线测量方法     专利号:ZL200910233689.14.基于RFID 的记忆式废水留样装置                专利号:ZL201120354013.0   ① 平流池出水实际浊度值与设定浊度值的偏差 在 95% 以上时间内应小于等于± 1NTU (目前南京市自来水公司浊度内控标准允差± 2NTU ); ②出厂自来水余氯在95%以上时间内控制在0.6mg/L~0.8mg/L (目前南京市自来水公司出厂自来水余氯内控范围为0.6mg/L~1.0mg/L); ③(相比目前)年均节约矾耗≥8%; ④(相比目前)年均节省氯气投加量≥10%; ⑤(相比目前)年均节省电耗≥5%; ⑥(相比目前)年均节约反冲洗水量≥10%; ⑦从自来水总公司调度控制中心,可实现对城北水厂一泵房(取原水)、二泵房(输出自来水)远程监视和远程调度。获得4项发明专利授权,5项软件著作权授权 1.基于废水排放比例采样时刻低比例系数的确定方法 专利号:ZL201110280585.3 2.在线采集水质数据有效性的诊断方法             专利号:ZL200910185421.5 3.一种水厂臭氧接触池进水流量的在线测量方法     专利号:ZL200910233689.14.基于RFID 的记忆式废水留样装置                专利号:ZL201120354013.0
东南大学 2021-04-13
电动汽车分布式驱动轴向磁场定子无铁心高效永磁轮毂电机及其控制关键技术研发
作为一种新型分布式驱动方式,轮毂电机驱动技术颠覆了汽车传动产业,使得轮毂电机驱动成为纯电动汽车领域的一个重要研究方向。与传统集中式驱动汽车相比,轮毂电机分布式驱动电动汽车具有传动效率高、车内空间布置灵活、轴荷分布合理、驱动/制动系统独立可控、底盘结构简化、行驶稳定性强、车辆噪声低、再生制动回收率高等特点。轮毂电机驱动电动汽车能够体现出节能、安全、环保的汽车设计理念,代表着未来电动汽车发展的重要方向。  
南京航空航天大学 2021-04-14
SWATH 船的稳定鳍优化与鲁棒控制
本书在详细分析了波浪中SWATH船的纵向运动性能和稳定鳍尺寸,安装位置等参数对SWATH船纵向运动稳定性和机动性影响的基础上,建立了SWATH船稳定鳍方案的多目标优化数学模型,并利用多目标遗传算法对其进行了优化求解.
江苏海洋大学 2021-05-06
机车库内作业进路智能控制系统
用于铁路局机务折返段无电气联锁道岔线路的机车库内作业场。系统由传感器、室 外大屏、复示屏组成,由人工扳动道岔,传感器采集信息,传送至室外大屏主控制板和 复示屏控制板经信息处理后,由 LED 室外大屏显示股道号,调度室内的复示屏同时显示 作业场道岔线路示意图,从而有效地调度机车库内作业场的安全生产,使机车安全进出 车库。 
同济大学 2021-04-11
火电机组AGC协调优化控制系统
火电机组普遍存在机组负荷调节能力差、一次调频性能差、汽压和汽温等关键参数波动大等问题。锅炉调节过程的滞后和惯性远大于汽机,造成供需能量的不平衡,是导致上述问题的主要原因。 本成果采用预测控制、神经网络及智能前馈等先进技术,提出了先进的火电机组AGC协调优化控制系统。采用该系统后,机组的变负荷速率达2.0%Pe/min以上,负荷调节精度、一次调频性能均满足电网的考核要求;变负荷过程中,主汽压力的波动在0.5Mpa之内,过热汽温和再热汽温的波动均在5℃之内。同时采用了滑压及汽机配汽优化技术,在整个变负荷过程中,汽机调门开度始终维持在40%以上,在保证负荷调节性能的同时,有效减小了汽机调门的节流损失。 本项成果已用于280多台火电机组的AGC协调优化控制中,江苏已有70%以上的机组采用了此项技术;在国内的火电机组AGC协调优化改造中,此优化控制系统的市场占有率超过50%,得到了广大用户的一致好评。
东南大学 2021-04-11
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