成果介绍 成果名称：一种采用白泥的双塔脱硫系统 成果参与单位：华北电力大学 成果完成人：马双忱 知识产权情况：成果对应发明及实用新型专利11项，已形成完整知识产权体系 创新点 本团队主要从事燃煤污染控制，包括脱硫脱硝、碳减排、脱硫废水处理、高温高压水化学等技术开发与工艺优化研究，本科研团队瞄准电力行业环保需求，切实解决行业发展中存在的技术问题，在脱硫废水零排放、白泥脱硫、脱硝副产品硫酸氢铵控制、碳捕集、燃煤固废综合利用等领域开展创新研究，并将科研成果与生产实践紧密结合，不少成果已在生产中得以应用，促进了行业可持续发展。该成果在电力污染控制领域开展创新研究，以企业需求为导向，解决企业生产过程中面临的污染控制与节能减排方面技术难题。 应用案例 华电泸州电厂、国电南宁电厂白泥脱硫 华电渠东电厂ORP调控脱硫系统氧化风机 华电襄阳电厂ORP与氯离子调控脱硫系统运行优化 保定深能电厂脱硫废水零排放与脱硫系统优化控制 获奖情况 2017年燃煤电厂典型环保工程运行绩效综合评价与应用获中国电力创新奖三等奖 2018年大气污染控制工程课程群的建设与改革实践获北京市教育教学成果奖二等奖 2021年燃煤电厂大气污染防治运行保障技术及应用获河南省科技进步奖二等奖 2022年燃煤机组脱硝提效及空预器防堵关键技术研究及应用获河南省电力科学技术进步奖一等奖

本发明公开了一种单机无穷大仿射非线性系统最优控制方法，基于单机无穷大系统，进行非线性最 优控制设计，将单机无穷大系统发电机转子运动方程写成单输入单输出仿射非线性系统的形式，通过坐 标映射得一个完全可控的精确线性化后的系统，再根据二次型最优控制 LQR 的设计方法求解精确线性 化后系统的控制量，从而得到原系统的非线性最优控制器，并进行实时在线半实物仿真，验证方案的实 际可行性。本发明可以实现对单机无穷大系统的精确线性化，同时考虑了纯数字离线仿真非实时性的情 况，通过半实物仿真实验验证了基于理论设计的控制器在实际真实现场应用中的控制效果。通过在实际 应用中检查被设计控制器的效果，这有利于被设计的算法更符合实际。 

本发明提供了一种风光耦合电解制氢系统的储氢罐智能滤波控制方法，包括：设计滤波器并根据储氢罐的时间常数动态调整滤波器的截止频率，通过寻优机制找到最佳的滤波器阶数；通过储氢罐的充放氢状态，判断当前的工况，根据不同的工况，从FIR滤波器、IIR滤波器以及自适应混合滤波器中选择合适的类型；对制氢过程进行滤波，根据目标制氢速率和实际制氢速率的差异调整储氢罐的充放氢量，从而获取平滑的氢气输出；根据输出氢气过程中的波动率评估制氢系统的性能，并根据评估结果重新调整滤波器参数。本发明根据不同工况动态选择合适的滤波器类型，实现了较平滑的氢气输出速率，确保系统的稳定性，满足后续大规模工业生产的需要。

本发明公开了一种复杂非线性抽水蓄能机组调速系统的启发式增益自适应PID控制方法。首先以简单实用的并联PID控制结构为基础，建立启发式增益自适应PID控制器；同时构建非线性抽水蓄能机组调速系统精细化模型；接着建立非线性抽水蓄能机组调速系统HGS‑NPID控制参数优化的多目标函数；进一步，运用多目标人工羊群算法对非线性抽水蓄能机组调速系统HGS‑NPID控制参数进行优化。本发明提出的非线性抽水蓄能机组调速系统启发式增益自适应PID控制方法实现简单、实时性强，控制增益能根据工况点变化实现在线自适应调整，既能充分适应抽水蓄能机组调速系统水击与非线性，又能改善常规控制方式在不同水头工况下的动态品质。

本发明公开了一种直流接触器节能控制装置，包括：微处理器模块：用于控制电压和电流采集模块、驱动模块、低压保护模块、外部存储模块以及液晶显示模块的工作；电压和电流采集模块：用于将电源电压和线圈电流转换为微处理器模块的A/D口所允许的电压值；驱动模块：包括两个与线圈串联的开关管和一个与线圈并联的续流二极管；低压保护模块：用于防止线圈电压过低造成不可靠合闸；外部存储模块；液晶显示模块：用于显示直流接触器的状态信息；电源模块：用于给整个控制装置供电。本发明有效地减小了保持阶段的线圈电流，降低了线圈温升，节约了能源。

本发明提供了一种基于基板速度调节的纳米纤维直径控制方法，包括：(1)使高分子溶液从喷嘴中拉出形成纳米纤维；(2)通过控制运动控制卡使基板运动；(3)使用带有显微镜头的高速相机实时采集沉积在基板上的纳米纤维形貌图像；(4)实时计算出纳米纤维的直径；(5)将纳米纤维直径与预先设定的设定直径进行比较得到偏差，采用控制算法使得纳米纤维稳定在设定直径处。本发明从影响纳米纤维的主要因素之一基板速度来实现闭环控制，以稳定纳米纤维直

TDA（芯片热设计自动化）软件是清华航院曹炳阳教授团队全自主研发的国际首个芯片跨尺度热仿真与设计系统。TDA软件可实现芯片从纳米至宏观尺寸的热设计与仿真，支持芯片微纳结构内部热输运过程的模拟研究，直接提高芯片热仿真精度与结温预测准确度，进而提高芯片性能、寿命和可靠性。

YR/H3100高智能数字化ICU（综合）护理技能训练系统是工程技术和仿生学技术的完美结合，将有现在的医学模拟技术赋予一身，其可自主表现生命体征，并可对所给予的治疗措施自主进行生理体征变化。该系统根据新护理大纲设计，针对临床护理培训，系统由全身男性模拟病人、生命体征模拟器、多参数模拟监控仪、计算机等组成，具有基础护理与高级护理功能。本系统同时适用于医院、医学院、卫校等医疗单位。并面向乡村医师技能培训，提供心肺复苏术、体外除颤等急救操作技能。通过虚拟安全的模拟及护理技能的培训、图文、声像、视频相结合，有操作日志、存贮、考核评估、成绩打印、网络交互式功能。标志着公司的护理教学系统开始与国外发达国家接轨。适用学科：ICU护理、急救医学护理、呼吸内科护理、心内科护理、泌尿内科护理、外科护理、急救医学、危重症医学、战地医学等。系统主要功能★ 标志表示需要与选配件配套使用才能实现的功能■ ICU技能：· 气道管理技术：标准口、鼻插管，气管切开术，支持仰头举颏法、推举下颌法开放气道。模拟牙关紧闭、舌水肿、咽部水肿、喉痉挛、单双侧肺阻塞、主气道堵塞等体征。· CPR操作训练：可进行口对口、口对鼻、简易呼吸器对口等多种通气方式；电子监控气道开放、吹气次数、吹气频率、吹气量、按压次数、按压频率、按压位置和按压法深度；自动判断人工呼吸及胸外按压的比例；实时数据显示，全程中文语音提示；抢救成功后，模拟人瞳孔由散大变为正常，动脉恢复搏动，出现自主呼吸。★ 真实除颤、起搏：可与不同厂家、不同型号的除颤起搏器配套使用，实现真实除颤起搏。★ 模拟除颤起搏：多媒体动画展示医用除颤起搏器的使用，与YR/J880模拟除颤起搏器配套使用，可实现除颤起搏。可选择除颤能量，最大除颤能量达到360J。★ 真实AED：可与不同厂家、不同型号的AED配套使用，实现真实AED训练。★ 模拟AED：多媒体动画展示AED操作过程，与YR/AED自动体外模拟除颤仪配套使用，可实现AED训练。全程中文语音提示，提供贴片电极和纽扣电极，自动检测心率并分析是否需要除颤。★ 真实心电监护：可与不同厂家、不同型号的心电监护仪配套使用，实现真实心电监护。★ 模拟心电监护：与YR/J115多参数模拟心电监护仪配套使用，可实现模拟心电监护。使用指夹式血氧探头检测血氧，内部储存上千种种心电图。多参数模拟监护仪（LCD）屏幕提供12导联心电图、血氧饱和度、呼吸、二氧化碳、血压（动脉血压、中心静脉压、肺动脉压、无创血压）、心输出量等。 ■ 生命体征模拟：· 瞳孔观察：瞳孔液晶显示为CSTN伪彩、65K色、RGB；能在1-9mm之间，随意模拟瞳孔的正常、散大、缩小等状态。· 颈动脉、股动脉、桡动脉搏动，生动再现病人呻吟、咳嗽、呕吐声音。· 呼吸模式：模拟正常呼吸、叹气样呼吸、陈-施氏呼吸、库什摩尔呼吸、毕奥呼吸。· 真实的自主呼吸，呼吸时胸廓有起伏，可调节呼吸频率及呼吸深度。· 听诊：可听诊几十种声音，包括正常心音、异常心音、正常呼吸音、异常呼吸音、正常肠鸣音、异常肠鸣音。■ 临床护理训练：· 穿刺术：胸腔穿刺、骨髓穿刺。· 血压测量训练、三角肌皮下注射、股外侧肌内注射、手臂静脉穿刺、注射、输血、臀部肌内注射。· 清洗梳理头发、洗脸、耳清洗滴药、口腔护理、假牙护理、吸痰法、氧气吸入法、口鼻饲法、洗胃法、胃肠减压、灌肠法、造瘘引流术、男/女性导尿术、男/女性膀胱冲洗术。· 整体护理：四肢关节左右弯曲、旋转、上下活动、擦浴、穿换衣服、冷热疗法。■ 软件系统应用：· 提供单机版（一点一套）、网络版(一点多套）软件，用户可根据自己的实际需要进行选择。· 脚本/病例编辑：支持用户自编辑模拟护理病例，软件自动记录病情的变化和学员操作过程。· 模拟注射泵/输液泵的使用：多媒体动画展示注射泵/输液泵的操作流程，可选择药物进行操作。· 训练与考核：软件内存有几百道考题。支持心电图、急救知识理论、护理场景、病例、CPR训练与考核。· 心电图监护：使用指夹式血氧探头，实现模拟心电监护和真实心电监护，内部储存上千种心电图。· 护理场景脚本训练/考核：系统自带数十个场景，涵盖内科、外科、急诊、ICU等科室病人的护理，并通过交互性多媒体课件检验护理操作关键知识点的掌握程度。软件提供多种药物治疗和典型的辅助检查，如胸片、超声心动图，12导联心电图等。· 局域网络教学：可选配摄像头，具有彩色视屏监控功能，可对每个在线的学生的操作手法和过程进行实时视屏监控。综合计算机同步统计数据，便于教学掌握每个学生的训练考核情况。

生物过程参数检测与控制系统是过程优化与放大的基础，可以获得反映生理代谢特性以及 过程工程特性的各类参数，同时也是过程优化与放大的具体实施手段。生物过程参数检测与控 制是生物工程学科与计算机、过程控制以及检测仪器仪表等多学科交叉发展的结果，是现代生 物过程工程必备内容之一。 本项目基于生物过程多尺度理论指导，在实验室及工业规模过程中实现多参数检测与控 制。除了常规温度、pH等参数的检测控制外，本项目还可以整合尾气质谱、活菌浓、在线显 微等先进仪表，获得反映菌体生理代谢特性和过程特性的OUR、CER、在线菌浓等在线参数； 同时通过对各种参数进行信息化处理，运用网络数据库技术实现生物过程的系统集成及远程数 据分析和诊断。

项目概况 本项目涉及一种张力控制方法和装置，其特点是可由普通变频器控制异步电动机来简单 驱动收卷机构，而开卷机构，由一永磁同步电机来控制，张力来自该永磁同步电机的转矩， 本发明介绍的控制装置通过控制该永磁同步电动机的转矩来实现张力控制。该开卷机构的永 磁同步电机实际是由收卷机构的驱动电动机拖动运行的，该永磁同步电动机工作于发电状 态，所发电能，亦通过控制装置回馈给电网。 主要特点 转矩或张力控制系统在工业领域有着广泛的应用，张力控制一般有两种途径，一是通过 两个动力点的速度差形成张力，二是直接控制转矩来形成张力。 上述第二种方式的核心是与收开卷机构相连接的负载转矩控制装置，目前一般是采用磁 粉离合器来提供需要的负载转矩，但这样做有一些固有的缺陷难以克服，首先磁粉制动器将 产生很大的热量，造成了能量的浪费，还需要一个冷却系统。另外，磁粉制动器提供的负载 转矩的控制精度不高，也很难进行动态调整。当卷绕半径在不断发生变化的情况下，需要通 过动态地调整负载转矩来保证张力的恒定，在这种情况下，磁粉制动器将无法满足要求。 本项目提供一种基于永磁同步电动机的负载转矩控制装置，该装置可以实现转矩、张力 动态调节。该装置可以将永磁同步电动机所产生的电能通过逆变的方式回馈电网，实现了节 能，也省掉了冷却系统。 主要性能指标 1、 转矩控制范围：0.1Nm至50Nm 2、 最高开卷转速： 1500RPM 3、 速度控制范围：1：5000 4、 系统功率因数：大于0.98市场前景 转矩或张力系统在工业控制领域有着广泛的应用，诸如造纸、印刷印染、包装、电线电 缆、光纤电缆、纺织、皮革、金属箔加工、纤维、橡胶、冶金等行业都要进行精确的张力控46 制，以提高产品的质量，而张力控制是以转矩控制为前提的，目前国内尚没用高精度和高动 态品质的张力控制技术和装置。因此，本项目极具推广应用前景。本项目涉及的主要技术已 申请国家发明专利。